[實用新型]一種3D打印多孔道微反應器

有效

• 申請號: 201820826628.0
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208641841U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 巨少華;李熙騰;周澳;彭金輝;張利波;黎氏瓊春;田時泓;王奇;朱艷芳
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04;B33Y80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種3D打印多孔道微反應器，屬于冶金過程快速混合與萃取設備技術領域。該3D打印多孔道微反應器，包括多孔道微反應器本體、第一流體隔室、第二流體隔室、兩相流體混合室、混合相分配室、多孔微通道、混合相緩沖室、水相入口A、油相入口B、液滴切割篩板C、混合相分配室入口D和混合液出口E。該3D打印多孔道微反應器應用，包括單相或多相反應微流體萃取，包括氣液反應、液液反應。本3D打印多孔道微反應器結合了兩相流體熱質傳遞速率高和處理量大的特點，且設備成本低；傳質面積大和對流擴散系數高，設備費用低，操作安全簡單；調節鋸齒形通道數量實現規?；a，設備處理量大；選擇性好、能耗低。

技術領域

本實用新型涉及一種3D打印多孔道微反應器，屬于冶金過程快速混合與萃取設備技術領域。

背景技術

在冶金、化學、化工、石化、醫藥和食品等眾多領域，特別是冶金產業的低效高耗單元的混合、萃取和換熱過程，都需要進行兩相或多相流體間的混合與反應，混合性能對反應過程有重要的影響。傳統的反應設備有平推流和全混釜反應器等，他們處理量大，可以滿足工業大規模生產要求，但是存在以下問題：1、混合效果不理想。2、設備體積大。3、流體在反應器中停留時間長。近年來，隨著微加工和精密加工制造技術的不斷發展，市場上出現各種新型微反應器，由于微反應器的有效通道或腔室的物理尺寸縮小到微米級別，使得流體間溫度、壓力、濃度和密度等物理量的梯度急劇增加，導致傳熱傳質推動力大大增加，可使傳熱系數提高幾個數量級而傳質反應時間降低幾個數量級，優勢還表現在能耗低和安全性高等。但是微反應器由于尺寸限制，處理量小，無法滿足工業大規模生產要求；且制造成本高，不易加工。因此，開發一種熱質傳遞速率高和處理量大的反應器對冶金過程兩相流體快速混合與萃取反應工過程有十分重要的意義。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本實用新型提供一種3D打印多孔道微反應器。本3D打印多孔道微反應器結合了兩相流體熱質傳遞速率高和處理量大的特點，且設備成本低；傳質面積大和對流擴散系數高，設備費用低，操作安全簡單；調節鋸齒形通道數量實現規?；a，設備處理量大；選擇性好、能耗低。本實用新型通過以下技術方案實現。

一種3D打印多孔道微反應器，包括多孔道微反應器本體、第一流體隔室、第二流體隔室、兩相流體混合室、混合相分配室、多孔微通道、混合相緩沖室、水相入口A、油相入口B、液滴切割篩板C、混合相分配室入口D和混合液出口E，多孔道微反應器本體一端上下位置處分別設有水相入口A、油相入口B，水相入口A、油相入口B分別與位于多孔道微反應器本體內部的第一流體隔室、第二流體隔室相通，第一流體隔室、第二流體隔室中間位置處設有兩相流體混合室，第一流體隔室底部與兩相流體混合室頂部通過液滴切割篩板C相通，兩相流體混合室底部通過與第二流體隔室頂部通過液滴切割篩板C相通，兩相流體混合室內端與位于多孔道微反應器本體內部的混合相分配室的混合相分配室入口連通，混合相分配室混合相分配室出口端面上設有若干出口孔，若干出口孔均與位于多孔道微反應器本體內部的多孔微通道入口相通，多孔微通道出口與位于多孔道微反應器本體內部的混合相緩沖室相通，混合相緩沖室出口與位于多孔道微反應器本體端面上的混合液出口E相通。

所述混合相分配室呈拱形，厚度為2～3mm，使多孔微通道入口處萃取混合液的壓力基本相同，保證每個通道的實時流量相同。

所述混合相分配室內部均勻分布橫置的、直徑為0.5～1mm的圓柱體，使兩相流體進入混合室時形成碰撞流，保證兩相流體進一步混合，同時縮小了混合相分配室的體積，縮短了混合相的停留時間，避免了兩相液體的分層問題。

所述多孔微通道為若干均勻分布連續多孔通道，每個多孔通道截面為圓形（每個多孔通道形狀為蛇形或螺旋形），圓形孔徑為100～1000μm，其中每層中部分首尾相連的連續多孔通道構成鋸齒形，鋸齒的角度為20～100°，鋸齒的長度和角度可進行調節，使混合流體更容易形成紊流，對流擴散系數更高。

所述多孔微通道為50個以上均勻分布的連續多孔通道。