一种微通道反应器制造技术

本发明专利技术提供一种微通道反应器，其包括：内套管和外套管，外套管套设于内套管的外周，且在内套管外壁和/或所述外套管的内壁上设置有容纳槽；微通道反应器还包括能够插设于容纳槽中的插片结构，内套管和外套管、所述容纳槽和所述插片结构共同限定出供反应流体流动的流通通道；插片结构包括层叠设置的第一插片和第二插片，且第一插片包括沿第一延伸方向开设的第一流动槽，第二插片包括沿第二延伸方向开设的第二流动槽，且第一延伸方向与第二延伸方向交叉设置，使得流体能在第一流动槽和第二流动槽中交替流动。通过本发明专利技术能够相比于传统的单层微通道加强了竖直方向的剪切作用，强化混合效果，增大反应物料的流量，适用于大产量要求的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道反应器
本专利技术属于微反应
，具体涉及一种微通道反应器。
技术介绍
微反应器为复杂、反应剧烈、放热或吸热量大、粘度高或易挂壁的化学反应提供一种毫米级通道形式，可改变停留时间及管程数量，可最大限度工业化放大，并且实现理想化控温的微通道反应器。现有的反应器多采用在一个平板上雕刻或加工具有扰流结构的微通道，但是这种微通道结构中因为通道中的扰流结构阻挡作用，会导致微反应器中反应物料的流量较小，仅能应用于实验室或小规模的生产，难以应用于较大产量要求的工业化生产中。由于现有技术中的微通道反应换热装置存在微反应器中反应物料的流量较小，仅能应用于实验室或小规模的生产，难以应用于较大产量要求的工业化生产中等技术问题，因此本专利技术研究设计出一种微通道反应器。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的微通道反应换热装置存在反应物料的流量较小，仅能应用于实验室或小规模的生产，难以应用于较大产量要求的工业化生产的缺陷，从而提供一种微通道反应器。本专利技术提供一种微通道反应器，其包括：内套管和外套管，所述外套管套设于所述内套管的外周，且在所述内套管外壁和/或所述外套管的内壁上设置有容纳槽；所述微通道反应器还包括能够插设于所述容纳槽中的插片结构，所述内套管和所述外套管、所述容纳槽和所述插片结构共同限定出供反应流体流动的流通通道；所述插片结构包括层叠设置的第一插片和第二插片，且所述第一插片包括沿第一延伸方向开设的第一流动槽，所述第二插片包括沿第二延伸方向开设的第二流动槽，且所述第一延伸方向与所述第二延伸方向交叉设置，使得所述流体能在所述第一流动槽和所述第二流动槽中交替流动。优选地，所述容纳槽沿所述内套管和所述外套管的轴线方向延伸，且所述插片结构也沿所述内套管和所述外套管的轴线方向延伸。优选地，所述容纳槽为沿所述内套管和所述外套管的轴线方向延伸的矩形槽，所述矩形槽与所述内套管的外壁、所述外套管的内壁一起限定出矩形通道。优选地，所述容纳槽为沿所述内套管和所述外套管的周向方向开设的多个，所述插片结构也为多个、与所述容纳槽一一对应，使得每个所述插片结构均插设于每个所述容纳槽中。优选地，所述第一插片包括第一支撑部和第一伸出部，所述第一支撑部能够与所述容纳槽的边缘连接，所述第一伸出部一端连接于所述第一支撑部上、另一端朝着远离所述第一支撑部的方向延伸；且所述第一伸出部为多个、且互相平行设置，以在相邻两个所述第一伸出部之间形成所述第一流动槽；和/或，所述第二插片包括第二支撑部和第二伸出部，所述第二支撑部能够也与所述容纳槽的边缘连接，所述第二伸出部一端连接于所述第二支撑部上、另一端朝着远离所述第二支撑部的方向延伸；且所述第二伸出部为多个、且互相平行设置，以在相邻两个所述第二伸出部之间形成所述第二流动槽。优选地，在所述内套管内部还设置有内换热管，在所述内套管内壁上、所述内换热管外壁上以及所述内套管和所述内换热管之间的位置中的至少一处还设置有能够容许换热介质通入的第一换热介质流通通道；或者，所述内套管内部设置有能够容许换热介质通入的第一换热介质流通通道；和/或，在所述外套管外部还套设有外换热管，在所述外套管外壁上、所述外换热管的内壁上、以及所述外套管和所述外换热管之间的位置中的至少一处还设置有能够容许换热介质通入的第二换热介质流通通道。优选地，所述第一换热介质流通通道与所述容纳槽的位置相对应地设置，所述第二换热介质流通通道与所述容纳槽的位置相对应地设置。优选地，所述第一换热介质流通通道为螺旋通道，和/或，所述第二换热介质流通通道为螺旋通道；优选的，所述第一换热介质流通通道为形成在所述内套管内壁、和/或所述内换热管外壁上的螺旋通道；和/或，所述第二换热介质流通通道为形成在所述外套管外壁、和/或所述外换热管内壁上的螺旋通道。优选地，所述内套管和所述外套管的轴线方向的一端设置有前循环板，所述前循环板内部设置有能够与所述容纳槽连通的多个前循环通道，且所述前循环板上还连接或设置有反应物进口和反应物出口，且所述反应物进口与所述前循环通道连通，所述反应物出口与所述前循环通道连通；和/或，所述内套管和所述外套管的轴线方向的另一端设置有后循环板，所述后循环板内部设置有能够与所述容纳槽连通的多个后循环通道。优选地，所述前循环通道还能将分布在周向方向上的多个容纳槽中的位于轴线方向的所述一端处的两个相邻端连接，所述后循环通道还能将分布在周向方向上的多个容纳槽中的位于轴线方向的所述另一端处的两个相邻端连接，共同形成依次连续贯通的微反应通道。本专利技术提供的一种微通道反应器具有如下有益效果：本专利技术的微通道反应器通过在内套管的内壁和/或外套管的内壁上设置容纳槽，且在容纳槽中设置插片结构，并且插片结构包括两个以上的插片，每个插片具有一个延伸方向的流动槽，不同的插片的流动槽之间的延伸方向交叉设置，使得反应流体能够从一个插片的流动槽中流动到另一个层叠设置的插片的流动槽中，产生混合的微结构，相比于传统的单层微通道加强了竖直方向的剪切作用，使物料很快进入强制湍流状态，强化了混合效果，增大了反应物料的流量，能够适用于较大产量要求的工业化生产；仅通过增加微通道的数量进行放大，内部通道尺寸不变，真正的并联放大。内部的混合插片式结构可任意更换，方便拆卸，通过更换不同尺寸的插片来调节压降和混合效率，满足多种工艺要求。并且本专利技术的微通道分液器通过在管周向方向布置的多个容纳槽和插片结构能够使得反应流体的反应分布位置更广，增大了反应流动路径，提高了反应充分程度，提高了反应效率；本专利技术的微通道分液器还通过有外套管外层的外换热管和/或内套管内层的内换热管，能够对反应物料管进行内层和/或外层换热换热，换热效率高；并且进一步通过将换热通道设置为螺旋流道换热，换热介质流动速度快，换热效率高，温度可以更精确的控制。同时，实验室规模的本设备，可以与其他混合、反应、换热模块集成在一个基板上，实现不同的工艺。附图说明图1是本专利技术的微通道反应器的立体结构示意图；图2是图1的微通道反应器沿A-A方向的内部剖视图；图3a是本专利技术的微通道分液器中的第一插片的结构示意图；图3b是本专利技术的微通道分液器中的第二插片的结构示意图；图3c是本专利技术的微通道分液器中的第一插片和第二插片的配合结构示意图；图3d是本专利技术的微通道分液器中的第一插片的第一替换实施方式的结构示意图；图3e是本专利技术的微通道分液器中的第二插片的第一替换实施方式的结构示意图；图3f是本专利技术的微通道分液器中的第一插片第一替换实施方式和第二插片第一替换实施方式的配合结构示意图；图3g是本专利技术的微通道分液器中的第一插片的第二替换实施方式的结构示意图；图3h是本专利技术的微通道分液器中的第二插片的第二替换实施方式的结构示意图；图3i是本专利技术的微通道分液器中的第一插片第二替换实施方式和第二插片第二替换实施方式的配合结构示意图；图3j是本专利技术的微通道分液器中的第一插片的第三替换实施方式的结构示意图；图3k是本专利技术的微通道分液器中的第二插片的第三替换实施方式的结构示意图；图4是图1的右视方向的结构示意图；图5是图4中B-B方向的截面剖视图；图6是图1的正面结构示意图；图7是图6的反应物进口92部位的横截面示意图；图8是图6的C-C方向的截面剖视图；图9是图1中外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微通道反应器，其特征在于：包括：内套管(1)和外套管(2)，所述外套管(2)套设于所述内套管(1)的外周，且在所述内套管(1)外壁和/或所述外套管(2)的内壁上设置有容纳槽(3)；所述微通道反应器还包括能够插设于所述容纳槽(3)中的插片结构(4)，所述内套管(1)和所述外套管(2)、所述容纳槽(3)和所述插片结构(4)共同限定出供反应流体流动的流通通道；所述插片结构(4)包括层叠设置的第一插片(41)和第二插片(42)，且所述第一插片(41)包括沿第一延伸方向开设的第一流动槽(411)，所述第二插片(42)包括沿第二延伸方向开设的第二流动槽(421)，且所述第一延伸方向与所述第二延伸方向交叉设置，使得所述流体能在所述第一流动槽(411)和所述第二流动槽(421)中交替流动。

【技术特征摘要】
1.一种微通道反应器，其特征在于：包括：内套管(1)和外套管(2)，所述外套管(2)套设于所述内套管(1)的外周，且在所述内套管(1)外壁和/或所述外套管(2)的内壁上设置有容纳槽(3)；所述微通道反应器还包括能够插设于所述容纳槽(3)中的插片结构(4)，所述内套管(1)和所述外套管(2)、所述容纳槽(3)和所述插片结构(4)共同限定出供反应流体流动的流通通道；所述插片结构(4)包括层叠设置的第一插片(41)和第二插片(42)，且所述第一插片(41)包括沿第一延伸方向开设的第一流动槽(411)，所述第二插片(42)包括沿第二延伸方向开设的第二流动槽(421)，且所述第一延伸方向与所述第二延伸方向交叉设置，使得所述流体能在所述第一流动槽(411)和所述第二流动槽(421)中交替流动。2.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：所述容纳槽(3)沿所述内套管(1)和所述外套管(2)的轴线方向延伸，且所述插片结构(4)也沿所述内套管(1)和所述外套管(2)的轴线方向延伸。3.根据权利要求2所述的微通道反应器，其特征在于：所述容纳槽(3)为沿所述内套管(1)和所述外套管(2)的轴线方向延伸的矩形槽，所述矩形槽与所述内套管(1)的外壁、所述外套管(2)的内壁一起限定出矩形通道。4.根据权利要求1-3中任一项所述的微通道反应器，其特征在于：所述容纳槽(3)为沿所述内套管(1)和所述外套管(2)的周向方向开设的多个，所述插片结构(4)也为多个、与所述容纳槽(3)一一对应，使得每个所述插片结构(4)均插设于每个所述容纳槽(3)中。5.根据权利要求1-4中任一项所述的微通道反应器，其特征在于：所述第一插片(41)包括第一支撑部(412)和第一伸出部(413)，所述第一支撑部(412)能够与所述容纳槽(3)的边缘连接，所述第一伸出部(413)一端连接于所述第一支撑部(412)上、另一端朝着远离所述第一支撑部(412)的方向延伸；且所述第一伸出部(413)为多个、且互相平行设置，以在相邻两个所述第一伸出部(413)之间形成所述第一流动槽(411)；和/或，所述第二插片(42)包括第二支撑部(422)和第二伸出部(423)，所述第二支撑部(422)能够也与所述容纳槽(3)的边缘连接，所述第二伸出部(423)一端连接于所述第二支撑部(422)上、另一端朝着远离所述第二支撑部(422)的方向延伸；且所述第二伸出部(423)为多个、且互相平行设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋卿，魏猛，赵平，唐立星，丁全有，张琦，
申请(专利权)人：山东豪迈机械制造有限公司，山东豪迈化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37