一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，属于化工反应设备技术领域。本发明专利技术的微通道反应器通过三层结构和多级反应单元的设置，能够使得进料更加精确，反应物料混合更加均匀，克服料液在对撞反应过程中出现的层流现象，使反应更加接近卷流状态，反应过程接触更充分，反应更加彻底，能有效避免对撞反应生成的纳米硫酸盐再次团聚，使产品保持纳米形态且粒径均匀，进而制得高质量的纳米硫酸盐产品。

A microchannel reactor for the production of nano sulfate

The invention relates to a micro channel reactor for producing nano sulfate, which belongs to the technical field of chemical reaction equipment. Micro channel reactor of the invention through the three layer structure and multi reaction unit set, can make more accurate feeding, reaction materials mixed more evenly, overcome the phenomena of laminar flow liquid in the collision reaction process, the reaction is more close to the volume flow and reaction process of contact reaction more fully, more thoroughly and effectively to avoid collision reaction of nano sulfate together again, keep the product of nano morphology and uniform particle size, and then nanometer Kraft products of high quality.

【技术实现步骤摘要】
一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器
本专利技术涉及一种微通道反应器，更具体地说，本专利技术涉及一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，属于化工反应设备

技术介绍
目前通过BaCl2与NaSO4反应制取纳米BaSO4主要采用对撞的反应方式，即将按一比一进料比配制好的BaCl2与NaSO4溶液经计量泵精确计量后从反应器两端同时注入，两组溶液以一定的速度和压力在反应器中在对撞结合生成BaSO4的一种反应方式。其他如制备纳米硫酸钙晶须等纳米硫酸盐也可以通过上述方式制备。现有反应器制取纳米硫酸钡的方式主要存在以下不足：1、进料口单一，BaCl2与NaSO4混合均匀性差。2、管径较大，溶液在管道中层流现象明显，两组溶液不易充分接触，造成反应不彻底，原料浪费严重。3、纳米硫酸钡产品品质较差，主要表现为生成的BaSO4颗粒容易团聚、粒度颗粒较大、大小不均匀。国家知识产权局于2009.5.20公开了一件公开号为CN101433815，名称为“一种膜分散式微通道反应器”的专利技术，该专利技术提出一种膜分散式微通道反应器，由一根外管和一根内管构成套管，在内、外管之间形成环形微通道，外管上设有流体进口和出口，内管上一端设有流体进口，另一端沿管壁周向为分布有多微孔的微孔膜。与普通的微通道反应器相比，本专利技术的反应器通道的截面积增大，处理量增大。强化了流体之间的混合和传质。在达到大处理量的同时，也保证了较强的微观混合。特别是在合成纳米颗粒中实现了快速微观混合，合成了平均粒径为37纳米的硫酸钡颗粒，本反应器操作简单，操作费用低，处理量大，在涉及到快速过程的工业生产中有很大的应用前景。国家知识产权局于2010.6.16公开了一件公开号为CN101733056A，名称为“一种撞击流微通道反应器及应用”的专利技术，该专利技术公开了一种撞击流微通道反应器，于平板材料上刻有至少两条同轴或呈一定角度相向对撞的当量水力直径为0.1-2mm的微通道，且在对撞通道中间形成宽(或对撞距离)为0.5-10mm的撞击区。微通道可以平行阵列分布，连通至具有梯级分支构型的两个入口。可以单片组装，或将若干芯片按次序堆叠，压合成具有至多四个进料口的撞击流微通道反应器。本专利技术撞击流微反应器适用于瞬间完成的反应过程或反应沉淀过程，如生成液体或固体(超细粉体或纳米材料等)的气-液和液-液快速反应。微通道阵列形式实现了撞击区反应高度均匀性，解决了以往认为撞击流反应器难以安排多级系统(多对撞击流间的相互干扰)的问题。上述名称为“一种膜分散式微通道反应器”的专利技术存在以下问题：1、不能保证一比一的精确反应。2、两进料并不能保证在反应时是正面碰撞。3、料液不能保证正面撞击力度。上述名称为“一种撞击流微通道反应器及应用”的专利技术存在以下问题：1、若干芯片按次序堆叠使反应器结构更复杂。2、微通道在0.1-2mm之间，并不能有效避免产生团聚。3、进料口单一，很难确保每层进料的压力均匀。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有生产纳米硫酸盐的反应器原料混合不均匀，反应不彻底，产品品质差的问题，提供一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，该微通道反应器能够将原料混合均匀，反应更加彻底，产品品质好。为了实现上述目的，其具体的技术方案如下：一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，其特征在于：包括上层进料层、下层进料层以及中层反应层；所述上层进料层和下层进料层上都设置有进料孔；所述中层反应层为网状分支结构，氯盐进料通道与硫酸钠进料通道连通，组成进料单元，两个所述进料单元相对设置，并同时通过一级通道连通，所述进料单元与所述一级通道组成一级反应单元；两个所述一级反应单元相对设置，并同时通过二级通道连通，组成二级反应单元；两个所述二级反应单元相对设置，并同时通过三级通道连通，组成三级反应单元；按照上述组成方式，每两个N级反应单元相对设置，并同时通过N+1级通道连通，组成N+1级反应单元，所述N+1级通道与出料通道连通。本专利技术优选的，所述出料通道与六级通道连通。本专利技术优选的，所述所有通道的管径为小于等于10um。本专利技术优选的，所述进料孔为多个均匀排列的微孔。本专利技术优选的，所述进料孔的孔径为小于等于10um。本专利技术优选的，所述微通道反应器由哈氏合金制成。本专利技术优选的，所述氯盐进料通道与所述硫酸钠进料通道相对且平行设置。本专利技术优选的，同一级反应单元之间相对且平行设置。本专利技术优选的，所述一级反应单元中，相对设置的两个进料单元中的氯盐进料通道和硫酸钠进料通道错开设置。本专利技术优选的，所述上层进料层的进料孔与所述氯盐进料通道连通，所述下层进料层的进料孔与所述硫酸钠进料通道连通。本专利技术带来的有益技术效果：1、本专利技术解决了现有纳米硫酸盐反应设备以及现有微通道反应器的问题。本专利技术的微通道反应器通过三层结构和多级反应单元的设置，能够使得进料更加精确，反应物料混合更加均匀，克服料液在对撞反应过程中出现的层流现象，使反应更加接近卷流状态，反应过程接触更充分，反应更加彻底，能有效避免对撞反应生成的纳米硫酸盐再次团聚，使产品保持纳米形态且粒径均匀，进而制得高质量的纳米硫酸盐产品。2、本专利技术优选的，所述出料通道与六级通道连通。设置六级反应单元，能够使得产品质量、生产效率以及生产成本的平衡，还能够保证出料更加均匀、通畅。3、本专利技术优选的，所述所有通道的管径为小于等于10um。该管径的设置能够有效避免反应生成物团聚。4、本专利技术优选的，所述进料孔为多个均匀排列的微孔。该进料孔的设置能够保证进料后反应均匀性，进料压力一致，保证正面撞击力度。5、本专利技术优选的，所述进料孔的孔径为小于等于10um。该进料口孔径的设置能够保证进料的均匀性。6、本专利技术优选的，所述微通道反应器由哈氏合金制成。采用该材质能够使得微通道反应器更加耐腐蚀、耐用。7、本专利技术优选的，所述氯盐进料通道与所述硫酸钠进料通道相对且平行设置。相对设置的基础上平行排列，能够保证正面碰撞和正面碰撞的力度，反应更有效。8、本专利技术优选的，同一级反应单元之间相对且平行设置。在相对设置的基础上平行排列，能够排列更加紧密、合理，也能够保证正面碰撞和正面碰撞的力度，反应更有效。9、本专利技术优选的，所述一级反应单元中，相对设置的两个进料单元中的氯盐进料通道和硫酸钠进料通道错开设置。这样设置能够保证上一级未反应彻底的原料在下一级反应完全。10、本专利技术优选的，所述上层进料层的进料孔与所述氯盐进料通道连通，所述下层进料层的进料孔与所述硫酸钠进料通道连通。该设置能够保证进料均匀。附图说明图1为本专利技术中层反应层俯视剖面结构示意图；图2为本专利技术二级反应单元的放大结构示意图（图1中的A）；图3为本专利技术侧视结构示意图；图4为本专利技术俯视或者仰视结构示意图。附图标记：1为上层进料层、2为下层进料层、3为中层反应层、4为进料孔、5为氯盐进料通道、6为硫酸钠进料通道、7为一级通道、8为二级通道、9为三级通道、10为出料通道、11为六级通道、12为四级通道、13为五级通道。具体实施方式实施例1一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，包括上层进料层1、下层进料层2以及中层反应层3；所述上层进料层1和下层进料层2上都设置有进料孔4；所述中层反应层3为网状分支结构，氯盐进料通道5与硫酸钠进料通道6连通，组成进料单元，两个所述进料单元相对设置，并同时通过一级通道7连通，所述进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，其特征在于：包括上层进料层（1）、下层进料层（2）以及中层反应层（3）；所述上层进料层（1）和下层进料层（2）上都设置有进料孔（4）；所述中层反应层（3）为网状分支结构，氯盐进料通道（5）与硫酸钠进料通道（6）连通，组成进料单元，两个所述进料单元相对设置，并同时通过一级通道（7）连通，所述进料单元与所述一级通道（7）组成一级反应单元；两个所述一级反应单元相对设置，并同时通过二级通道（8）连通，组成二级反应单元；两个所述二级反应单元相对设置，并同时通过三级通道（9）连通，组成三级反应单元；按照上述组成方式，每两个N级反应单元相对设置，并同时通过N+1级通道连通，组成N+1级反应单元，所述N+1级通道与出料通道（10）连通。

【技术特征摘要】
1.一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，其特征在于：包括上层进料层（1）、下层进料层（2）以及中层反应层（3）；所述上层进料层（1）和下层进料层（2）上都设置有进料孔（4）；所述中层反应层（3）为网状分支结构，氯盐进料通道（5）与硫酸钠进料通道（6）连通，组成进料单元，两个所述进料单元相对设置，并同时通过一级通道（7）连通，所述进料单元与所述一级通道（7）组成一级反应单元；两个所述一级反应单元相对设置，并同时通过二级通道（8）连通，组成二级反应单元；两个所述二级反应单元相对设置，并同时通过三级通道（9）连通，组成三级反应单元；按照上述组成方式，每两个N级反应单元相对设置，并同时通过N+1级通道连通，组成N+1级反应单元，所述N+1级通道与出料通道（10）连通。2.根据权利要求1所述的一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，其特征在于：所述出料通道（10）与六级通道（11）连通。3.根据权利要求1所述的一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，其特征在于：所述所有通道的管径为小于等于10um。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓传东，段美科，周杰，
申请(专利权)人：宜宾丝丽雅集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51