具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器制造技术

具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器，涉及微反应器。设有换热介质入口腔体、换热介质出口腔体、混合反应换热腔体、反应流体入口换向腔体、反应流体出口换向腔体和金属密封片；所述反应流体入口换向腔体内设有反应流体入口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述反应流体出口换向腔体内设有反应流体出口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述混合反应换热腔体内设有用于换热介质流通微通道和反应流体流通微通道，所述反应流体流通微通道内设有多孔结构，多孔结构表面设有多个U型槽。

A series micro reactor with porous metal reaction support for porous microchannels

A series microreactor with porous orifice microchannel porous metal reaction carriers relates to microreactors. The inlet cavity of the heat transfer medium, the outlet of the heat transfer medium, the mixed reaction heat transfer cavity, the inlet exchange cavity of the reaction fluid entrance, the transfer cavity of the reaction fluid outlet and the metal seal, and the reaction fluid entrance in the inlet of the reaction fluid inlet, the flow of the reacting recess and the circulation of the heat transfer medium in the body of the reaction fluid inlet. The reacting fluid outlet is provided with a reaction fluid outlet, a plurality of reacting fluid reversing grooves and a circulation transfer hole in the heat exchange medium. The mixing reaction heat exchange cavity is provided with a circulation microchannel and a reaction fluid flow microchannel in the heat transfer chamber. The structure, the surface of the porous structure is provided with a number of U shaped grooves.

【技术实现步骤摘要】
具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器
本专利技术涉及微反应器，尤其是涉及用于经过简单混合后的多种流体间再次发生充分混合放热反应过程中高效换热的具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器。
技术介绍
一些化工生产中常伴有剧烈的放热反应，如费托反应合成过程，在此类反应过程中如果不能及时将反应过程中的热量带走，将影响催化剂的活性、反应的正向进行、生产的安全等。微反应器技术因其比表面积大，其在换热方面具有重要的应用，为了能解决一些化工生产放热反应过程中的换热问题，需要设计一种微反应器。参考文献：[1]刘兆利,张鹏飞.微反应器在化学化工领域中的应用[J]，《化工进展》，2016,35(1)：10-17。[2]李毅，曹军，应翔，罗青.费托合成微反应器研究进展[J]，《化工进展》，2015，34(6)：1519-1525。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供结构紧凑、混合反应效率高、换热能力强、装拆方便、密封可靠的具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器。本专利技术设有换热介质入口腔体、换热介质出口腔体、混合反应换热腔体、反应流体入口换向腔体、反应流体出口换向腔体和金属密封片；所述反应流体入口换向腔体内设有反应流体入口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述反应流体出口换向腔体内设有反应流体出口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述混合反应换热腔体内设有用于换热介质流通微通道和反应流体流通微通道，所述反应流体流通微通道内设有多孔结构，多孔结构表面设有多个U型槽。所述反应流体入口换向腔体上设有反应流体入口，反应流体入口通道呈L型；所述反应流体出口换向腔体上设有反应流体出口，反应流体出口通道呈L型，实现反应流体与换热介质流动区域的独立分布。所述混合反应换热腔体上每个混合反应微通道周围设有2个换热微通道，且混合反应换热腔体上所有的混合反应微通道通过反应流体入口换向腔体与反应流体出口换向腔体依次形成串联的反应流体流动微通道单元，实现并联的换热微通道单元对串联的混合反应微通道单元的高效换热。所述混合反应换热腔体混合反应微通道内设有多孔结构，实现高效的混合反应。所述多孔结构表面设有多个U型槽，实现对反应流体在多孔结构中混合反应产生压降的降低。所述换热介质入口腔体与反应流体入口换向腔体间设有金属密封片；反应流体入口换向腔体上换向凹槽与换热微通道外侧设有O型圈环形槽，反应流体入口换向腔体与混合反应换热腔体间设有O型圈；反应流体出口换向腔体上换向凹槽与换热微通道外侧设有O型圈环形槽，反应流体出口换向腔体与混合反应换热腔体间设有O型圈；反应流体出口换向腔体与换热介质出口腔体间设有金属密封片，实现对换热介质与反应流体在微反应器内流动的可靠密封。所述混合反应换热腔体上的反应流体微通道与换热微通道采用线切割加工，混合反应换热腔体上的法兰盘采用焊接加工，实现对混合反应换热腔体的加工制造；反应流体入口换向腔体与反应流体出口换向腔体上O型圈环形凹槽与换向凹槽采用铣削，实现了对O型圈环形凹槽与换向凹槽的加工制造；所述多孔结构外型与表面的U型槽采用激光加工，实现了对多孔结构的加工制造。所述混合反应换热腔体上的法兰盘与其他组件通过外六角头螺栓与螺母将整个微反应器组装在一起，实现对微反应器的快速装拆。本专利技术的有益效果是：本专利技术的反应流体入口设置在反应流体入口换向腔体上，反应流体出口设置在反应流体出口换向腔体上，反应流体入口通道与出口通道以L型的入口通道形式设置，可实现反应流体与换热介质流动区域的独立分布；每个混合反应微通道对应两个换热微通道，多个混合反应微通道串联在一起，换热微通道并联在一起，可实现对反应流体的高效换热；采用金属密封片与O型圈相结合的密封形式，可实现可靠的密封；利用外六角头螺栓与螺母的组装形式，可实现快速装拆；对微反应器的结构件采用线切割、焊接、铣削、激光加工等加工工艺，可实现对微反应器结构件的加工制造。上述的具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器可实现高效的换热能力；对换热介质与反应流体的密封可靠；结构紧凑；装拆方便；加工工艺巧妙。本专利技术所述具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器具有良好的使用性能。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例的爆炸图；图3是本专利技术换热介质入口腔体实施例的结构示意图；图4是本专利技术换热介质出口腔体实施例的结构示意图；图5是本专利技术金属密封片实施例的结构示意图；图6是本专利技术反应流体入口换向腔体组件实施例的结构示意图；图7是本专利技术反应流体入口换向腔体实施例的主视图；图8是图7的A-A的剖视图；图9是本专利技术反应流体出口换向腔体组件实施例的结构示意图；图10是本专利技术反应流体出口换向腔体实施例的主视图；图11是图10的B-B的剖视图；图12是本专利技术O型圈第1密封圈实施例的主视图；图13是本专利技术O型圈第2密封圈实施例的主视图；图14是本专利技术O型圈第3密封圈实施例的主视图；图15是本专利技术O型圈第4密封圈实施例的主视图；图16是本专利技术多孔结构实施例的主视图；图17是本专利技术多孔结构实施例的左视图；图18是图16的C局部放大图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。如图1～18所示，本专利技术实施例包括外六角头螺栓1、螺母2、换热介质入口腔体3、金属密封片4、反应流体入口换向腔体组件5、反应流体入口换向腔体5-1、O型圈第1密封圈5-2、O型圈第2密封圈5-3、O型圈第3密封圈5-4、O型圈第4密封圈5-5、换热介质入口快换接头6、反应流体入口快换接头7、多孔结构8、混合反应换热腔体9、反应流体出口快换接头10、换热介质出口快换接头11、反应流体出口换向腔体组件12、反应流体出口换向腔体12-1、换热介质出口腔体13和气管14。整个基于多孔结构的串联式微反应器的装配顺序如下：本专利技术的结构位置从左到右为换热介质入口腔体3、金属密封片4、反应流体入口换向腔体组件5、混合反应换热腔体9、反应流体出口换向腔体组件12、换热介质出口腔体13，整个微反应器依靠外六角头螺栓1与螺母2组装在一起；反应流体入口换向腔体组件5内部有反应流体入口换向腔体5-1、O型圈第1密封圈5-2、O型圈第2密封圈5-3、O型圈第3密封圈5-4、O型圈第4密封圈5-5；反应流体出口换向腔体组件12内部有反应流体出口换向腔体12-1、O型圈第1密封圈5-2、O型圈第2密封圈5-3、O型圈第3密封圈5-4、O型圈第4密封圈5-5；混合反应换热腔体9的混合反应微通道内部有多孔结构8；换热介质入口快换接头6安装在换热介质入口腔体3上；反应流体入口快换接头7安装在反应流体入口换向腔体5-1上；换热介质出口快换接头11安装在换热介质出口腔体13上；反应流体出口快换接头10安装在反应流体出口换向腔体12-1上。如图1所示，本专利技术实施例由外六角头螺栓1与螺母2实现，整个微反应器的装拆方便，便于对混合反应换热腔体9上多孔结构8进行清洗。如图7、8、10、11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器，其特征在于设有换热介质入口腔体、换热介质出口腔体、混合反应换热腔体、反应流体入口换向腔体、反应流体出口换向腔体和金属密封片；所述反应流体入口换向腔体内设有反应流体入口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述反应流体出口换向腔体内设有反应流体出口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述混合反应换热腔体内设有用于换热介质流通微通道和反应流体流通微通道，所述反应流体流通微通道内设有多孔结构，多孔结构表面设有多个U型槽。

【技术特征摘要】
1.具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器，其特征在于设有换热介质入口腔体、换热介质出口腔体、混合反应换热腔体、反应流体入口换向腔体、反应流体出口换向腔体和金属密封片；所述反应流体入口换向腔体内设有反应流体入口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述反应流体出口换向腔体内设有反应流体出口、多个用于反应流体换向凹槽和换热介质流通让位孔，所述混合反应换热腔体内设有用于换热介质流通微通道和反应流体流通微通道，所述反应流体流通微通道内设有多孔结构，多孔结构表面设有多个U型槽。2.如权利要求1所述具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器，其特征在于所述反应流体入口换向腔体上设有反应流体入口，反应流体入口通道呈L型；所述反应流体出口换向腔体上设有反应流体出口，反应流体出口通道呈L型。3.如权利要求1所述具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器，其特征在于所述混合反应换热腔体上每个混合反应微通道周围设有2个换热微通道，且混合反应换热腔体上所有的混合反应微通道通过反应流体入口换向腔体与反应流体出口换向腔体依次形成串联的反应流体流动微通道单元。4.如权利要求1所述具有孔槽复合微通道多孔金属反应载体的串联式微反应器，其特征在于所述混合反应换热腔体混合反应微通道内设有多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，郑天清，俞炜，褚旭阳，刘瑞亮，刘阳旭，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35