连续流微通道反应模块制造技术

本发明专利技术涉及一种连续流微通道反应模块，其包括拼合的两板，至少其中一个板的端面上设有纵向延伸的复合流体通道，而且复合流体通道由并列的三条流道构成，每条流道内相间地分布设有多个凹部，相邻两凹部之间形成凸部。两侧所设流道的凹部对应于中间所设流道的凸部，两侧所设流道的凸部对应中间所设流道的凹部，相邻位置处的中间所设流道的凹部与两侧所设流道的凹部之间形成连通二者的间隙。其借助其复合流体通道的新颖结构，形成相对密集的、连续分布的流体切割、汇聚混合单元，通道具有极大的比表面积，因此其具有强化流体混合行为的能力，能获得高反应物混合效率，能够通过具有流动性的固体颗粒，能被用于含有固体颗粒的多相反应中。

Continuous flow microchannel reaction module

The invention relates to a continuous flow microchannel reaction module, which comprises two assembling plates, at least one of which is provided with a longitudinal extended composite fluid channel on the end face, and the composite fluid channel is composed of three parallel channels, each channel is distributed with a plurality of concaves, and a convex part is formed between the adjacent concaves. . The concave part of the channel on both sides corresponds to the convex part of the channel in the middle, the convex part of the channel on both sides corresponds to the concave part of the channel in the middle, and a gap between the concave part of the channel in the middle and the concave part of the channel on both sides is formed. With the help of the novel structure of the compound fluid channel, the relatively dense and continuous fluid cutting and assembling mixing unit is formed. The channel has a large specific surface area, so it has the ability to strengthen the fluid mixing behavior, and can obtain high mixing efficiency of reactants. It can be used by the solid particles with fluidity. It is used in heterogeneous reactions containing solid particles.

【技术实现步骤摘要】
连续流微通道反应模块
本专利技术涉及微通道反应器领域，更具体地，涉及一种具有较好的通过性，能够通过具有流动性的固体颗粒，能被用于含有固体颗粒的多相反应，具有强化流体混合过程能力的连续流微通道反应模块。
技术介绍
微通道反应器是对微反应器、微换热器、微控制器等微通道流体装置的统称。被应用于化学反应过程、物理过程及生物过程。相比较常规的釜式反应装置，微通道反应器具有高速且高质量的混合、高效的传热、精确且窄的停留时间、重复性好、无放大效应、便于自动化控制和连续生产、设备体积小、热量便于回收，能耗低等优点。微通道反应系统为反应体系提供更宽泛的反应温度及压力范围，其极小的反应体积提供了高的安全性。目前主流的微通道反应器主要有以下几种类型：(1)主动混合器，如机械搅拌、超声混合等加延时管路和换热装置的组合。(2)被动混合器，如星型混合器、错流混合器、T型混合器、对撞流混合器等加延时管路和换热装置的组合。(3)被动混合、反应、换热整体式反应器，如带换热结构的静态混合器作为反应管路、康宁心形反应器等。现有的微通道反应器在流道内要保持特定的流形，因而采用了过细的通道，使得其不太能够适用于高通量的精细化学品制备，通道容易堵塞，不便于维护，适用于纯净的流体时一般不存在堵塞问题。在功能上其仅起到简单的引流作用，混合效率较低，单位长度的通道混合单元数量过少，混合充分性较差。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题及其他尚未被解决的技术问题。作为为了解决上述问题而进行的创新设计，本专利技术所提供的连续流微通道反应模块，借助所设计的具有新颖结构的流道，其具有强化流体混合行为的能力，能获得高反应物混合效率，能够通过具有流动性的固体颗粒，能被用于含有固体颗粒的多相反应中。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种连续流微通道反应模块，包括上板和下板，所述下板朝向所述上板的端面上设有纵向延伸的复合流体通道。所述复合流体通道由并列的三条流道构成，每条流道内相间地分布设有多个凹部，相邻两凹部之间形成凸部。两侧所设流道上的凹部一一对应于中间所设流道上的凸部，两侧所设流道上的凸部一一对应于中间所设流道上的凹部，且在相邻位置处中间所设流道的凹部与两侧所设流道的凹部之间形成连通二者的间隙。上述所设的连续流微通道反应模块，在上板与下板相对连接成整体后，上板将所述的复合流体通道的上端口封堵住，使得复合流体通道形成密封的管道结构，流体由复合流体通道的纵向一端进入复合流体通道内后，会由中间所设流道的凹部向两侧分流而进入相邻的下游位置处的两侧位置所设流道的凹部。因为中间位置的流道凹部与两侧位置的流道凹部沿纵向交错地排列，所以在流体由中间所设流道的凹部进入两侧所设流道的凹部过程中，会不断地受到流道凸部边缘的切割，且在复合流体通道内连续地循环实施分流、汇合的混流行为，这种流道结构具有能够防止固体颗粒停滞同时获得高混合效率。在一些实施方式下，所述凹部呈现为V型槽状，对应地，所述凸部呈现为倒置的V型凸台状。与前述结构相近似地，在一些实施例中，所述凹部呈现为V型槽状，而对应的凸部呈现为梯形凸台状，且梯形凸台的短边朝上；或者所述凹部呈现为梯形槽状，且梯形槽的端面在下方，对应的凸部呈现为倒置的V型凸台状；或者所述凹部呈现为梯形槽状，且梯形槽的端面在下方，对应的凸部亦呈现为梯形凸台状，同时梯形凸台的短边朝上。在一些实施方式下，同一流道的所述凹部与凸部构成交替起伏的波浪状或正弦曲线状或余弦曲线状。在一些实施方式下，所述凹部呈现为半圆槽状，所述凸部为相邻两凹部的交叉边之间形成的脊。在一些实施例中，所述脊的顶部为横向延伸的边线或者长条状端面。在一些实施方式下，所述凹部呈现为矩形槽，对应地所述凸部呈现为矩形台。中间所设流道中凹部的长度S1大于两侧所设流道中凸部的长度V2，同时，两侧所设流道中凹部的长度V1大于中间所设流道中凸部的长度S2。即，三列流道中的相邻两列中，一列的凹部长度总是大于另一列的凸部长度。当呈矩形槽状的凹部的两侧面相对竖直方向向外侧倾斜时，凹部与凸部便能够变形为梯形槽和梯形凸台交替排列的结构，也即与前述V型的凹槽和凸部的尖端被削去后形成的结构近似，仅在尺寸比例上有区别。一种连续流微通道反应模块，包括一对端面上设有纵向延伸的复合流体通道的板。所述复合流体通道由并列的三条流道构成，每条流道内相间地分布设有多个凹部，相邻两凹部之间形成凸部。两侧所设流道上的凹部一一对应于中间所设流道上的凸部，两侧所设流道上的凸部一一对应于中间所设流道上的凹部，在相邻位置处中间所设流道的凹部与两侧所设流道的凹部之间形成连通二者的间隙。两板设有复合流体通道的端面相对，两板上的中间所设流道上的凸部一一相对接触，各侧所设流道上的凸部一一相对接触后，两板连接成整体。在一些实施方式下，所述凹部呈现为V型槽状，对应地，所述凸部呈现为倒置的V型凸台状。与前述结构相近似地，在一些实施例中，所述凹部呈现为V型槽状，而对应的凸部呈现为梯形凸台状，且梯形凸台的短边朝上；或者所述凹部呈现为梯形槽状，且梯形槽的端面在下方，对应的凸部呈现为倒置的V型凸台状；或者所述凹部呈现为梯形槽状，且梯形槽的端面在下方，对应的凸部亦呈现为梯形凸台状，同时梯形凸台的短边朝上。在一些实施方式下，同一流道的所述凹部与凸部构成交替起伏的波浪状或正弦曲线状或余弦曲线状。在一些实施方式下，所述凹部呈现为半圆槽状，所述凸部为相邻两凹部的交叉边之间形成的脊。在一些实施例中，所述脊的顶部为横向延伸的边线或者长条状端面。在一些实施方式下，所述凹部呈现为矩形槽，对应地所述凸部呈现为矩形台。中间所设流道中凹部的长度S1大于两侧所设流道中凸部的长度V2，同时，两侧所设流道中凹部的长度V1大于中间所设流道中凸部的长度S2。即，三列流道中的相邻两列中，一列的凹部长度总是大于另一列的凸部长度。当呈矩形槽状的凹部的两侧面相对竖直方向向外侧倾斜时，凹部与凸部便能够变形为梯形槽和梯形凸台交替排列的结构，也即与前述V型的凹槽和凸部的尖端被削去后形成的结构近似，仅在尺寸比例上有区别。有益效果：本专利方案下的连续流微通道反应模块，借助其复合流体通道的新颖结构，具有相对密集的、连续分布的流体切割、汇聚混合单元，通道具有极大的比表面积，因此其具有强化流体混合行为的能力，能获得高反应物混合效率，能够通过具有流动性的固体颗粒，能被用于含有固体颗粒的多相反应中。附图说明图1示出了微通道反应模块在某种实施结构下内部构造结构的轴侧示意图；图2示出了图1所示方案整体的局部透视示意图；图3是示出了图1所示微通道反应模块的各部分中发生混流行为的原理示意图；图4是示出了图1所示结构的纵向剖面示意图；图5是示出了图1所示结构的俯视示意图；图6为图5中A-A剖面结构示意图；图7为图5中B-B剖面结构示意图；图8示出了微通道反应模块在第二实施结构下的纵向局部剖面示意图；图9示出了微通道反应模块在第三实施结构下的纵向剖面示意图；图10示出了微通道反应模块在第四实施结构下的纵向剖面示意图；图11是示出了图10所示实施结构的俯视示意图；图12为图11中C-C剖面结构示意图；图13为图11中D-D剖面结构示意图；图14示出了将图1所示结构并合使用时的纵向剖面结构示意图；图15示出了将图8所示结构中的下板并合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续流微通道反应模块，其特征在于：包括上板和下板，所述下板朝向所述上板的端面上设有纵向延伸的复合流体通道；所述复合流体通道由并列的三条流道构成，每条流道内相间地分布设有多个凹部，相邻两凹部之间形成凸部；两侧所设流道上的凹部一一对应于中间所设流道上的凸部，两侧所设流道上的凸部一一对应于中间所设流道上的凹部，且在相邻位置处中间所设流道的凹部与两侧所设流道的凹部之间形成连通二者的间隙。

【技术特征摘要】
1.一种连续流微通道反应模块，其特征在于：包括上板和下板，所述下板朝向所述上板的端面上设有纵向延伸的复合流体通道；所述复合流体通道由并列的三条流道构成，每条流道内相间地分布设有多个凹部，相邻两凹部之间形成凸部；两侧所设流道上的凹部一一对应于中间所设流道上的凸部，两侧所设流道上的凸部一一对应于中间所设流道上的凹部，且在相邻位置处中间所设流道的凹部与两侧所设流道的凹部之间形成连通二者的间隙。2.根据权利要求1所述的连续流微通道反应模块，其特征在于：所述凹部呈现为V型槽状，对应地，所述凸部呈现为倒置的V型凸台状。3.根据权利要求1所述的连续流微通道反应模块，其特征在于：同一流道的所述凹部与凸部构成交替起伏的波浪状或正弦曲线状或余弦曲线状。4.根据权利要求1所述的连续流微通道反应模块，其特征在于：所述凹部呈现为半圆槽状，所述凸部为相邻两凹部的交叉边之间形成的脊。5.根据权利要求1所述的连续流微通道反应模块，其特征在于：所述凹部呈现为矩形槽，对应地，所述凸部呈现为矩形台；同时，中间所设流道中凹部的长度S1大于两侧所设流道中凸部的长度V2，两侧所设流道中凹部的长度V1大于中间所设流道中凸部的长度S2。6.一种连续流微通道反应模块，其特征在于：包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，杨勇，周在国，
申请(专利权)人：上海璨谊生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31