[發明專利]一種可控水力空化釜式微波反應器

在審

• 申請號: 202010844806.4
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112023851A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 金光遠;鄒鵬程;韓太柏;李曉龍;鐘銳銳;賈曉虎
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種水力空化微波反應釜裝置，屬于微波反應器的技術領域。所述裝置包括：包括微波反應釜體、波導、微波反應釜金屬外殼、微波反應釜內膽；所述微波反應釜體內部設有攪拌系統，微波反應釜體底部設有排料管，微波反應釜體側端設有文丘里管，所述文丘里管一端連接微波反應釜體，向微波反應釜體內噴射反應物料；另一端依次連接增壓泵、水力空化入口閥門；所述微波反應釜體包括：反應釜內膽與反應釜外殼，所述反應釜內膽設于反應釜外殼內，微波反應釜外殼與反應釜內膽之間為空氣夾層；所述波導固定于微波反應釜外殼上，所述波導穿過反應釜內膽向微波釜腔體內發射微波源。本裝置可保證微波反應的可測性、可定量、及反應溫度的可控性。

技術領域

本發明屬于微波反應器的技術領域，涉及水力空化技術、微波與流體攪拌技術，提高物質反應的轉化率，具體涉及一種可控水力空化釜式微波反應器。

背景技術

微波能作為一種清潔高效的能源成為交叉學科領域研究的一個熱點。微波加熱由于其利用高頻電磁場與被加熱材料相互作用的體加熱機理，相對于傳統的熱傳導和熱輻射加熱方式具有以下特點：(1)加熱速度快、加熱均勻；(2)節能性；(3)選擇性；(4)易控性。介電損耗不同的材料對微波的吸收能力不同。微波輻照，加熱開始，停止輻照，加熱停止，即加熱方式的熱慣性小。此外，微波加熱化學反應可以顯著提高某些反應的速率，減少反應時間，并在一定程度上提高產率，甚至改變產物的性能。

盡管微波加熱技術在工業應用中蘊含著巨大的潛力，但是目前來看，微波加熱技術并未充分發揮出其應有的優勢，主要是因為在其深入、廣泛應用中還存在一些待解決的重大基礎問題。首先是熱點和熱失控現象。微波促進化學反應過程中普遍存在由于局部溫度梯度過大引起的熱點，以及由于被加熱物的微波吸收能力隨溫度增加而增強從而形成正反饋，導致系統溫度瞬間上升的熱失控現象。因此，急需設計高效、對反應物加熱均勻的微波反應發生器，以促進微波加熱技術在化工應用中的進一步發展。

發明內容

[技術問題]

現有的微波反應器存在加熱效率低、對反應物加熱不均勻的問題。

[技術方案]

本發明提供一種水力空化釜式微波反應器，包括：微波反應釜體、波導、微波反應釜金屬外殼、微波反應釜內膽、水力空化裝置；所述微波反應釜體內部設有電機攪拌系統，微波反應釜體底部設有排料管，微波反應釜體側端設有水力空化裝置，所述水力空化裝置一端連接微波反應釜體，水力空化裝置用于向微波反應釜體內噴射反應物料；水力空化裝置另一端依次連接增壓泵、水力空化入口閥門；所述微波反應釜體包括：反應釜內膽與反應釜外殼，所述反應釜內膽設于反應釜外殼內，微波反應釜外殼與反應釜內膽之間為空氣夾層；所述波導固定于微波反應釜外殼上，所述波導穿過反應釜內膽向微波反應釜腔體內發射微波源。

在本發明的一種實施方式中，所述裝置還包括：壓力檢測表、溫度傳感器、液面檢測儀；所述壓力檢測表、溫度傳感器、液面檢測儀分別通過信號線與外界信號收集系統相連接，并分別固定于微波反應釜的頂端，所述壓力檢測表、溫度傳感器、液面檢測儀的光纖探頭分別放置在釜體高度2/3部分并靠近釜頂。

在本發明的一種實施方式中，所述電機攪拌系統包括攪拌槳控制電機、模式攪拌器控制電機、模式攪拌器、攪拌槳；所述攪拌槳控制電機與模式攪拌器控制電機固定于微波釜式反應器頂部，分別通過聯軸器與攪拌槳、模式攪拌器相連接，攪拌槳控制電機與模式攪拌器控制電機分別通過信號線連接外接PLC控制系統；

在本發明的一種實施方式中，所述文丘里管、增壓泵、水力空化入口閥門組成水力空化裝置；所述水力空化裝置至少為兩個，在微波反應釜的兩側端，水力空化裝置的布置方式包括：鏡像安裝、中心對稱安裝。

在本發明的一種實施方式中，微波反應釜體底部還設有出料閥門、出料閥門控制電機；所述排料管與出料閥門、出料閥門控制電機連接。