化学反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种化学反应装置，即使内容物的量发生变化，也能够高效地对内容物照射微波。该化学反应装置具备：平流式反应器(13)，内部由隔板分隔成多个室，液态内容物以在上方具有未填充空间的状态沿水平方向流动；微波发生器(14)，用于产生微波；以及一个以上的波导管(15)，将微波发生器(14)产生的微波输送到反应器(13)的未填充空间；其中，反应器(13)具有即使液面高度随着内容物的量的变化而变化、其液面面积也保持不变的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学反应装置
本专利技术涉及在反应器中照射微波的化学反应装置。
技术介绍
以往，通过对反应物质照射微波(电磁波)以进行热处理等的化学反应装置和化学反应方法为人所知(例如，参照专利文献I)。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特表2006-516008号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题对于上述这样现有的化学反应装置而言，期望通过更高效地照射微波以进一步促进化学反应。本专利技术是考虑到上述情况而完成的，其目的在于提供一种化学反应装置，使得在平流式反应器中，即使内容物的量发生变化，也能够更高效地对该内容物照射微波。用于解决技术问题的方案为了达成上述目的，基于本专利技术的化学反应装置具备:平流式反应器，内部由隔板分隔成多个室，液态内容物以在上方具有未填充空间的状态沿水平方向流动；微波发生器，用于产生微波；以及一个以上的波导管，将微波发生器所产生的微波输送到反应器的未填充空间；其中，反应器具有即使液面高度随着内容物的量的变化而变化、其液面面积也保持不变的形状。根据这样的结构，即使反应器的内容物的量发生变化导致液面高度发生上下变动，而照射微波的液面面积也不发生变化。其结果是，微波的照射面积不会由于液面高度发生上下变动而减少，从而能够高效地对内容物照射微波。另外，在基于本专利技术的化学反应装置中，反应器可以具有:当内容物的量位于规定范围内的情况下，液面面积不随内容物的量的变化而变化的形状。根据这样的结构，例如，内容物的量位于第一量至第二量(第二量设为比第一量多的量)之间的范围内的情况下，内容物的液面面积将不变。因此，通过将反应器的内容物的量控制在该范围内，使得照射微波的液面面积不发生变化。另外，在基于本专利技术的化学反应装置中，反应器可以具有:当内容物的量位于规定范围内时，内容物的液面方向的截面不发生变化的形状。另外，在基于本专利技术的化学反应装置中，还可以进一步具备用于旋转搅拌反应器内的内容物的一个以上的搅拌单元。根据这样的结构，通过搅拌内容物，能够更均匀地对反应器内的内容物照射微波。其结果是，例如能够避免微波仅对反应器内的一部分内容物进行照射的情况。另外，在基于本专利技术的化学反应装置中，搅拌单元具备:旋转轴，沿着反应器的流动方向延伸；一个以上的旋转构件，以旋转轴为中心而旋转；以及旋转单元，使一个以上的旋转构件旋转；其中，反应器可以在旋转轴的上方侧具有液面方向的截面积不发生变化的形状。根据这样的结构，例如，即使旋转轴由不适合照射微波的材料构成，通过控制内容物的量使内容物的液面位于旋转轴的上方侧，从而能够避免微波直接照射旋转轴，并且能够使得微波的照射面积不发生变化。另外，在基于本专利技术的化学反应装置中，反应器可以在旋转轴的下方侧具有沿着流动方向延伸、且朝下侧凸起的半圆筒形状。根据这样的结构，例如，当半圆筒形状具有与旋转构件的半径相应的半径时，能够在比旋转轴更下方侧的位置高效地进行搅拌，从而能够减少搅拌不到的场所。另外，在基于本专利技术的化学反应装置中，反应器在未填充空间的上方可打开和关闭。根据这样的结构，能够容易地进入反应器的内部。专利技术效果根据基于本专利技术的化学反应装置，在平流式反应器中，至少在内容物的规定范围内，即使内容物的量发生了变化，微波的照射面积也不发生变化。其结果是，能够更高效地对内容物照射微波。【附图说明】图1是示出基于本专利技术第一实施方式的化学反应装置的结构的图。图2是示出该实施方式中的反应器的内部结构的一例的图。图3A是示出该实施方式中的反应器的形状的一例的立体图。图3B是示出该实施方式中的反应器的形状的一例的立体图。图3C是示出该实施方式中的反应器的形状的一例的立体图。图3D是示出该实施方式中的反应器的形状的一例的立体图。图4A是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4B是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4C是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4D是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4E是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4F是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4G是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图4H是示出该实施方式中的隔板的形状的一例的图。图5A是用于说明该实施方式中的反应器的开闭机构的图。图5B是用于说明该实施方式中的反应器的开闭机构的图。图6是示出该实施方式的实施例中的酯转化率的图表。图7是示出该实施方式中的倾斜设置的反应器的一例的图。图8是示出该实施方式中的微波发生器和波导管的其他例的图。图9A是用于说明该实施方式中的微波的照射位置的图。图9B是用于说明该实施方式中的微波的照射位置的图。【具体实施方式】以下，利用实施方式对基于本专利技术的化学反应装置进行说明。此外，在以下的实施方式中，标注有相同附图标记的结构单元是同一结构单元或等同的结构单元，因此有时省略其重复的说明。(第一实施方式)参照附图，对基于本专利技术第一实施方式的化学反应装置进行说明。基于本实施方式的化学反应装置是对反应器的内容物照射微波的装置。图1是示出基于本实施方式的化学反应装置I的结构的图。基于本实施方式的化学反应装置I具备混合部12、反应器13、微波发生器14、波导管15、微波控制部16、催化剂分离部17和处理液贮存槽18。通过混合部12使原料和固体催化剂混合。也可以通过混合部12使原料等和反应剂混合。原料可以含有多种物质。例如，当在反应器13中进行酯化反应时，原料可以是油脂和乙醇。如图1所示，上述原料和固体催化剂可以借助泵11而供给到混合部12，或者也可以通过其他方法供给到混合部12。例如，混合部12可以通过使叶片状构件或翼状构件、螺旋状构件旋转而对两种以上的物质进行混合。此外，虽然在本实施方式中对与原料混合的催化剂是固体催化剂(非均相催化剂)的情况进行说明，然而，催化剂也可以是液态催化剂(均相催化剂)。另外，固体催化剂可以在反应器13内形成流化床，或者也可以不形成流化床。另外，上述固体催化剂的形状任意。例如，固体催化剂的形状可以是无定型的粒状、圆柱状(可以是中空的，也可以是非中空的)、球状、丸状、环状、壳状等。另外，上述固体催化剂例如可以具有微波吸收性或微波敏感性，或者也可以不具有这些特性。固体催化剂具有微波吸收性或微波敏感性的情况下，当在后述的反应器13的内部照射微波时，固体催化剂被微波加热，从而促进该固体催化剂附近的化学反应。此外，该微波吸收性或微波敏感性取决于被照射的微波的频率、反应器13的内部温度等。即，在使用的微波频率以及使原料发生反应的反应器13的内部温度方面，介质损耗系数越高，微波吸收性也越高。因此，例如可以采用含有这种微波吸收性较高的物质的固体催化剂。例如，照射2.45GHz的微波的情况下，作为具有微波吸收性的物质，能够举出除了富勒烯以外的碳类(例如石墨、碳纳米管或活性炭等)、铁、镍、钴或铁素体等。因此，固体催化剂可以含有具备这种微波吸收性的物质。具体而言，固体催化剂可以是将具有这种微波吸收性或微波敏感性的物质与金属或金属氧化物组合而成的组合物，也可以是将具有这种微波吸收性或微波敏感性的物质与碱催化剂或酸催化剂等催化剂组合而成的组合物，或者还可以是将具有微波吸收性或微波敏感性的物质、碱催化剂或酸催化剂等的催化剂、以及金属或金属氧化物组合而成的组合物。对于上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学反应装置，具备：平流式反应器，内部由隔板分隔成多个室，液态内容物以在上方具有未填充空间的状态沿水平方向流动；微波发生器，用于产生微波；以及一个以上的波导管，将所述微波发生器产生的微波输送到所述反应器的未填充空间；其中，所述反应器具有即使液面高度随着所述内容物的量的变化而变化、该液面面积也保持不变的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.11 JP 2011-2479551.一种化学反应装置，具备: 平流式反应器，内部由隔板分隔成多个室，液态内容物以在上方具有未填充空间的状态沿水平方向流动； 微波发生器，用于产生微波；以及 一个以上的波导管，将所述微波发生器产生的微波输送到所述反应器的未填充空间；其中，所述反应器具有即使液面高度随着所述内容物的量的变化而变化、该液面面积也保持不变的形状。2.根据权利要求1所述的化学反应装置，其中， 所述反应器具有:当所述内容物的量位于规定范围内时，液面面积不随所述内容物的量的变化而变化的形状。3.根据权利要求2所述的化学反应装置，其中， 所述反应器具有:当所述内容物的量位于规定范围内时，该内容物的液面...

【专利技术属性】
技术研发人员：石塚章斤，吉野巌，百田邦尧，塚原保德，
申请(专利权)人：微波化学有限公司，国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP