[實用新型]帶有換熱器和催化劑載體的微通道化學反應器

有效

• 申請號: 202020294831.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN212092194U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 田沖
• 申請（專利權）人: 成都馬兒沖智玻科技有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

一種帶有換熱器和催化劑載體的微通道化學反應器，在透明的微反應器主板內制作有反應物微通道a，反應物微通道a的入口位于微反應器主板的一個表面上、出口位于微反應器主板與入口相對的另一個表面上，在反應物微通道a的外圍制作有換熱微通道b，換熱微通道b的入口和反應物微通道a的入口位于微反應器主板的同一個平面上、出口和反應物微通道a的出口位于微反應器主板的同一個平面上，在反應物微通道a的入口和出口內壁上各加工有1道卡槽c、入口與出口之間內壁上至少加工有1道卡槽c，每道卡槽c內設1個磁體或導磁體，磁體或導磁體外表面設置有防腐層，一個磁體或導磁體與相鄰一個磁體或導磁體之間設負載或不負載催化劑的催化劑載體。

技術領域

本實用新型屬于化學化工生產設備或裝置技術領域，具體涉及到一種微通道化學反應器。

背景技術

傳統的化學產業長期存在設備龐大、污染嚴重、能耗高、效率低等諸多的技術問題，隨著社會對環保節能的重視，對現有化工生產設備提出了越來越高的要求。與電子工業類似，傳統化工設備向集成化、小型化發展是擺脫目前困境的必然趨勢。微反應器作為集成化、小型化的化學反應設備引起眾多化學研究者的關注。微反應器是將化學反應的場所限制在毫米甚至微米納米尺度的化學反應裝置，其基本結構是具有數量龐大的微型管道，管道的空間布局對于微反應器性能有較大影響，開發高效多功能的微通道系統是目前微反應器研究的重要方向。

專利200610117935.3、專利201711293622.8涉及使用玻璃刻蝕燒結技術和玻璃鑄造腐蝕技術制備玻璃微通道的方法，這些方法只能用于二維平面結構的微通道加工，不適用于復雜的三維立體結構微通道的加工。

專利201120276238.9、專利201120276016.7涉及一種毛蟲型微反應器和混沌型微反應器，雖然上述兩種微反應器的反應通道結構新穎，但是其反應通道的流體混合催化劑載體固定不變，對于各類不同傳質要求的化學反應適用性差；另外上述微反應器都采用蓋板結構，相對于一體燒結的玻璃結構其密閉性能較差。微反應器的換熱模式僅能通過平板正面傳導熱量，換熱效率較低。

專利CN201821623951.4、專利CN201910843748.0都涉及到一種帶有固載催化劑的微反應器，其共同點是催化劑固載到微通道的內壁上，雖然解決了微反應器內非均相催化的問題，但是其催化劑類型不易更換，適用的催化類型有限。

上述微反應器的另外一個最主要的缺點是固體反應物和固體催化劑無法通過微通道，在反應過程中產生大量固體產物，微通道極易堵塞，不能隨時進行檢修，需停產檢修，不能進行連續生產。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于克服上述現有技術的缺點，提供一種反應速度快、產物收率高、維修方便、能連續生產、適用范圍廣、能適應不同物質進行化學反應的帶有換熱器和催化劑載體的微通道化學反應器。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：

在透明的微反應器主板內制作有反應物微通道a，反應物微通道a的入口位于微反應器主板的一個表面上、出口位于微反應器主板與入口相對的另一個表面上，在反應物微通道a的外圍制作有換熱微通道b，換熱微通道b的入口和反應物微通道a的入口位于微反應器主板的同一個平面上、出口和反應物微通道a的出口位于微反應器主板的同一個平面上，在反應物微通道a的入口和出口內壁上各加工有1道卡槽c、入口與出口之間內壁上至少加工有1道卡槽c，每道卡槽c內設置有1個磁體或導磁體，磁體或導磁體外表面設置有防腐層，一個磁體或導磁體與相鄰一個磁體或導磁體之間設置有催化劑載體，催化劑載體上負載或不負載催化劑。

本實用新型的反應物微通道a的幾何形狀為包含有直段與彎曲段連通的彎曲形，卡槽c制作在反應物微通道a的出口和入口以及直段或彎曲段內壁。

本實用新型的卡槽c的深度為0.5～2mm，截面為圓形凹槽或矩形。

本實用新型的反應物微通道a的垂直截面為矩形或圓形。