[實用新型]一種管式反應器

有效

• 申請號: 202021968680.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN213824712U
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 高嘉睿;李國禎;王箏;菲利普·赫爾;尼克·邁爾斯
• 申請（專利權）人: 寧波諾丁漢大學
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張靜

1.一種管式反應器，其特征在于，其包括，

管式反應單元，所述管式反應單元包括進口管道、出口管道以及設在進口管道和出口管道之間的反應管道，所述反應管道包括至少一個生成渦旋流的渦旋流管，其中，

所述渦旋流管包括結構本體以及設在結構本體的內管壁，結構本體一端輸入流體，另一端輸出渦旋流流體，所述內管壁包括，

第一漸變區段，其位于內管壁靠近輸入流體的第一端，其在渦旋流管的縱向上具有第一長度和第一橫截面，所述第一橫截面隨著所述第一漸變區段在縱向上扭轉第一預定角度的同時由半徑為R的圓形光滑漸變為葉片形狀，所述第一橫截面隨著所述第一漸變區段在縱向上非線性漸變地扭轉第一預定角度，所述葉片形狀包括邊長2r的正方形以及在正方形各邊上延伸的半徑為r的半圓，

渦旋流區段，其連接所述第一漸變區段，所述渦旋流區段在渦旋流管的縱向上具有第二長度和第二橫截面，所述第二橫截面隨著所述渦旋流區段在縱向上扭轉第二預定角度，所述第二橫截面為所述葉片形狀，

第二漸變區段，其連接所述渦旋流區段且位于內管壁相反于第一端的第二端，所述第二漸變區段在渦旋流管的縱向上具有第三長度和第三橫截面，所述第三橫截面隨著所述第二漸變區段在縱向上扭轉第三預定角度的同時由所述葉片形狀光滑漸變為半徑為R的圓形，所述第三橫截面隨著所述第二漸變區段在縱向上非線性漸變地扭轉第三預定角度，

測量單元，其設在所述管式反應單元中，所述測量單元包括測量溫度的溫度傳感器、測量流體流速的流速傳感器、測量流體濃度的濃度傳感器和/或測量管式反應單元壓力的壓力傳感器。

2.如權利要求1所述的管式反應器，其中，第一橫截面扭轉角度基于α過渡曲線漸變，其中，L1為第一長度，x1為為第一橫截面在長度方向上的位置坐標。

3.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述第三橫截面扭轉角度基于α過渡曲線漸變，其中，L3為第三長度，x3為第三橫截面在長度方向上的位置坐標。

4.如權利要求1所述的管式反應器，其中，第一橫截面扭轉角度和/或第三橫截面扭轉角度基于維托辛斯基曲線或者余弦函數漸變。

5.如權利要求1所述的管式反應器，其中，結構本體為直管，半徑R為0.01m到100m，所述第一長度、第二長度和第三長度之和與半徑R之比為8∶1。

6.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述第一預定長度為結構本體長度的四分之一，所述第二預定長度為結構本體長度的二分之一，所述第三預定長度為結構本體長度的四分之一。

7.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述第一預定角度為90度，第二預定角度為180度，第三預定角度為90度，所述第一長度或第三長度與第二長度的比等于所述第一預定角度或第三預定角度與第二預定角度的比。

8.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述反應管道包括多個貫通管以及多個渦旋流管，所述渦旋流管兩端分別連接貫通管，所述流體為氣液、氣固、液液或液固形態，所述貫通管為直管、擴張管、收縮管或者彎管。

9.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述反應管道為螺旋狀彎管。

10.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述的管式反應器還包括控制單元，進口管道和出口管道分別設有控制閥，控制單元連接所述測量單元和控制閥。

11.如權利要求1所述的管式反應器，其中，所述第一長度、第二長度和第三長度之和與半徑R之比為16:1至4:1。

12.如權利要求1所述的管式反應器，其中，渦旋流管包括第一漸變區段、n個渦旋流區段和第二漸變區段，n為大于1的自然數。

13.如權利要求12所述的管式反應器，其中，所述第一預定角度為90度，第二預定角度為n個180度，第三預定角度為90度。

14.如權利要求12所述的管式反應器，其中，所述第一預定角度、第二預定角度和第三預定角度總和為n+1個180度。