[發(fā)明專利]一種規(guī)模化制備氧化鋁微球的裝置

有效

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• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113041974B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 王玉軍;伊繪霖;駱廣生
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J13/02;C01F7/025
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 史云聰

本發(fā)明公開一種規(guī)模化制備氧化鋁微球的裝置，包括依次鍵合密封固定連接的連續(xù)相分布層、分散相分布層和液滴生成層；連續(xù)相分布層上開設有連續(xù)相通道，連續(xù)相通道末端開設有連續(xù)相流體出口；分散相分布層上開設有分散相通道，分散相通道末端開設有分散相流體出口，分散相分布層上開設有連續(xù)相自分布層向液滴生成層流動的中間通道；液滴生成層開設有T型通道，T型通道副通道的一端與分散相流體出口連通，另一端與主通道連通，T型通道的主通道與液滴生成層中心處的出口管連通，出口管末端連通有油柱；連續(xù)相入口連接有連續(xù)相存儲罐，分散相入口連接有分散相存儲罐。本發(fā)明在保證微球具有較好球形度和單分散性的同時，提高了微球產(chǎn)量。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及氧化鋁微球制備領域，特別是涉及一種規(guī)模化制備氧化鋁微球的裝置。

背景技術(shù)

活性氧化鋁具有高孔容、高比表面積、高強度、良好的熱穩(wěn)定性等一系列優(yōu)越特性，是一種理想的催化劑載體，目前氧化鋁催化劑載體的市場占有率高達60％。其中，粒徑分布均一、球形度良好的氧化鋁微球能夠以點接觸的形式均勻填充在反應器內(nèi)，促進流體的均勻分布、提高耐磨性。當微球的粒徑進一步降低至亞毫米級，能夠進一步降低內(nèi)擴散傳質(zhì)阻力，提高催化效率。然而傳統(tǒng)的氧化鋁微球制備方法可控性差，因此只能得到粒徑在100μm以下或1000μm以上的氧化鋁微球，而且得到的微球存在粒徑分布不均勻、成球率低等問題。

微通道能夠精準控制流動，強化傳質(zhì)與傳熱，因此廣泛應用于單分散液滴、微球的制備過程。然而，單個微通道的生產(chǎn)效率低下，以同軸環(huán)管型微通道制備氧化鋁微球為例，產(chǎn)量僅為1g/h，遠遠無法滿足工業(yè)應用的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種規(guī)模化制備氧化鋁微球的裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，在保證微球具有較好球形度和單分散性的同時，提高微球產(chǎn)量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種規(guī)模化制備氧化鋁微球的裝置，包括依次鍵合密封連接的連續(xù)相分布層、分散相分布層和液滴生成層；所述連續(xù)相分布層上開設有連續(xù)相通道，所述連續(xù)相通道包括均勻開設于連續(xù)相分布層上的多個自中心向外呈放射狀的主干通道，所述主干通道末端開設有對稱的分支通道，所述分支通道末端開設有連續(xù)相流體出口；所述分散相分布層上開設有分散相通道，所述分散相通道與所述連續(xù)相通道結(jié)構(gòu)相同，所述分散相通道末端開設有與所述液滴生成層連通的分散相流體出口，所述分散相分布層上開設有連續(xù)相自分布層向液滴生成層流動的中間通道，所述連續(xù)相自分布層向液滴生成層流動的中間通道與所述分散相流體出口依次交錯設置；所述液滴生成層開設有多個T型通道，所述T型通道副通道的一端與所述分散相流體出口連通，另一端與主通道連通，多個所述T型通道的主通道兩兩合并連通后與所述液滴生成層中心處的出口管連通，所述出口管末端連通有油柱；所述連續(xù)相分布層上開設有連續(xù)相入口和分散相入口，所述連續(xù)相入口通過軟管連接有第一平流泵，所述第一平流泵連接有連續(xù)相存儲罐，所述分散相入口通過軟管連接有第二平流泵，所述第二平流泵連接有分散相存儲罐。

可選的，所述連續(xù)相通道包括均勻開設于連續(xù)相分布層上的八個自中心向外呈放射狀的主干通道，所述主干通道末端開設有對稱的兩個第一分支通道，所述第一分支通道末端開設有對稱的兩個第二分支通道，每個所述第二分支通道末端均開設有連續(xù)相流體出口；所述分散相通道與所述連續(xù)相通道結(jié)構(gòu)相同；所述液滴生成層開設有32個T型通道，所述副通道末端開設有連接通孔，所述T型通道副通道的末端通過對應的連接通孔與所述分散相流體出口連通，32個所述T型通道的主通道兩兩合并連通兩次后與所述液滴生成層中心處的出口管連通，所述出口管末端連通有油柱。

可選的，所述連續(xù)相分布層、分散相分布層和液滴生成層上均分別開設有四個定位孔，所述連續(xù)相分布層、分散相分布層和液滴生成層通過穿設于定位孔內(nèi)的定位裝置實現(xiàn)定位后經(jīng)熱壓密封鍵合；所述連續(xù)相分布層上開設有連續(xù)相入口和分散相入口，所述連續(xù)相通道與所述連續(xù)相入口連通，所述連續(xù)相入口通過軟管與所述第一平流泵連接，所述分散相通道與所述分散相入口連通，所述分散相入口通過軟管與所述第二平流泵連接。