[發明專利]一種微反應器、并聯式高效微反應器及其應用

有效

• 申請號: 202110183950.2
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112915940B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 程曜峰;周旭康;周永林
• 申請（專利權）人: 河北龍億環境工程有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 河北冀華知識產權代理有限公司 13151
• 代理人: 嚴加亮

本發明公開了一種微反應器及并聯式高效微反應器，二者均將內管構造成具有卡門渦街生成部的管狀結構，物料A經過卡門渦街生成部后產生卡門渦街現象，之后將物料B注入此位置，在卡門渦街的作用下使得兩物料混合反應充分均勻。本發明在兩種物料混合充分的前提下，提高了混合反應效率，進而提高了生產效率。本發明適用于兩相混合反應的技術領域。

技術領域

本發明涉及一種微反應器及并聯式高效微反應器及其應用。

背景技術

微反應器，即微通道反應器，是一種借助于特殊微加工技術以固體基質制造的可用于進行化學反應的三維結構元件，微反應器通常含有小的通道尺寸和通道多樣性，流體在這些通道中流動，并要求在這些通道中發生所要求的反應。這樣就導致了在微構造的化學設備中具有非常大的表面積/體積比率，微反應器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道，因此也實現很高的產量。

微反應器具有與大反應器完全不同的特性：狹窄規整的微通道、非常小的反應空間和非常大的比表面積。其幾何特性決定了微反應器內流體的傳遞特性和宏觀流動特性，其具有溫度控制好、反應器體積小、轉化率和收率高及安全性能好等一系列超越傳統反應器的獨特的優越性，具有廣闊的應用前景，如應用于有機合成過程，微米和納米材料的制備和化學品的生產等領域。

傳統微反應器中流體流動通常屬于層流，雖然具有很強的方向性、對稱性和高度有序性，但是層流也容易導致液液、氣液混合不均勻不充分，從而導致反應不徹底。

專利201710532951.7公開了一種液-液多相反應用微反應器，包括同軸的內管和外套管；內管與外套管之間形成環形微通道；內管由外徑相同的第一導流管、內膜管和第二導流管依次連接而構成；第一導流管的第一端口設有輕相入口，第二端口與所述內膜管的第一端口導通；內膜管的第二端口與所述第二導流管的第一端口之間封堵，所述第二導流管的第二端口封閉于所述外套管內部；外套管的上側設有重相入口；所述外套管的一端與所述第一導流管的管壁之間設有堵頭，另一端設有產物出口；重相入口與內管的布置使重相流體與輕相流體的接觸方式為并流；環形微通道內設有定距結構。從進口1流入并通過膜滲透入環形微通道的流體1與從進口2進入環形微通道的流體2在微通道內混合后發生反應，產物經由產品出口進入下一工藝，此微型反應器可以實現物料的連續反應，但是兩種流體混合不夠均勻、接觸不充分，因此造成反應不夠徹底、反應速度低。

發明內容

本發明提供一種微反應器及并聯式高效微反應器，解決了現有技術中兩相流體不能充分均勻混合，界面接觸面積較小的不足。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種微反應器，包括由外而內依次套裝的外管、反應管及內管，所述內管具有沿其長度方向間隔設置的卡門渦街生成部，物料A流經反應管和內管之間的空間，物料B經反應管進入反應管和內管之間的空間并與物料A混合，且物料B進入的位置為兩卡門渦街生成部之間處。

進一步的，一混料管穿經外管并與反應管連通，且所述混料管與反應管連接的位置位于兩卡門渦街生成部之間，并靠近前一卡門渦街生成部處，物料B經混料管進入反應管和內管之間的空間。

進一步的，所述混料管為多根，且間隔連通于反應管內腔。

進一步的，所述反應管包括一微孔膜管，于所述微孔膜管上沿其長度方向間隔構造有與反應管內部空間連通的管狀微孔部，各所述管狀微孔部位于兩卡門渦街生成部之間。

進一步的，各所述卡門渦街生成部沿內管的徑向向外凸起，且卡門渦街生成部的軸截面為中部高于兩端的圓弧形。

本發明還公開了一種并聯式高效微反應器，包括多個內管，及分別套裝于多個內管外的多個反應管，所述多個反應管內置于反應器殼體內，冷卻介質分別流經各內管和反應器殼體，且物料A經第一料管上的多個支管分別進入各反應管和相對應的內管之間的空間，物料B經第二料管進入各反應管和相對應的內管之間的空間。