管式微反应器、微流体混合方法及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微流控领域，具体涉及一种管式微反应器、微流体混合方法及其制备方法，本管式微反应器包括：导热管和固定在导热管内壁和/或外壁的至少一条微反应通道。本发明专利技术的管式微反应器，将若干微反应通道布设在导热管壁上，充分利用导热管的温度调节，使各微反应通道获得相同并均匀的反应温度，提高整体的反应效率和反应通量；以及通过将两个微流道层叠设置，减少平面空间的占用，合理利用立体空间，延长了微反应通道；其次，通过层叠微流道之间的连通实现流体的立体交叉混合，并且无需在每个微反应通道单元结束处均设有收窄的出口，进而保证了流体的流速，提高了流体通量和反应效率。

【技术实现步骤摘要】
管式微反应器、微流体混合方法及其制备方法
本专利技术涉及微流控领域，具体涉及一种管式微反应器、微流体混合方法及其制备方法。
技术介绍
现有技术中的管式微反应器，如图1所示，微反应器导管1-1外是导热介质1-2，反应流体A和反应流体B同时导入微反应器导管1-1中，在其中行进的过程中完成扩散混合，并由管外的导热介质控制温度。事实上，此种混合形式，虽然通量高，但是最终形成的混合液体并没有得到充分的混合，混合效果较差；而且微反应器导管中心距离外管壁，也就是距离温度控制介质较远，致使反应过程温度控制不准确，容易导致副反应的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种管式微反应器、微流体混合方法及其制备方法。为了实现上述技术问题，本专利技术提供了一种管式微反应器，包括：导热管和固定在导热管内壁和/或外壁的至少一条微反应通道。作为优选，所述微反应通道沿所述导热管的长度方向直线设置或者沿所述导热管的长度方向螺旋布设在所述导热管内壁和/或外壁上；以及所述微反应通道包括微反应通道单元；所述微反应通道单元包括：两个上下层叠设置的微流道，并且两微流道相互连通，以使两微流道内的流体相互混合。作为优选，两微流道之间设有一组对流孔，所述一组对流孔包括两个对流孔，以使两微流道内的流体往返交叉混合。作为优选，所述微流道呈L型；以及在上下层叠的两个微流道中，位于上部的所述微流道的拐点处与位于下部的所述微流道的端部通过一对流孔连通；位于下部的所述微流道的拐点处与位于上部的所述微流道的端部通过另一所述对流孔连通。作为优选，所述微流道呈L型，并且一微流道的流通尽头处设置有一个与另一微流道相互连通的引流端头，在上下层叠的两个微流道中，位于下部的所述微流道的流体适于通过一对流孔经引流端头流至上部的所述微流道中；以及位于上部的微流道中的流体适于通过另一对流孔经引流端头流至所述位于下部的所述微流道中。作为优选，所述微反应通道单元采用多层设置，且包括中间层和上、下层，其中在上、下层与中间层的接触面上分别开设有沿微流道轨迹分布的凹槽；中间层上开设有一组对流孔；以及上、下层在其凹槽与中间层贴合后形成两微流道，且两微流道适于通过一组对流孔使两种流体通过往返两微流道实现交叉混合。本专利技术的有益效果是，本专利技术的管式微反应器，将若干微反应通道布设在导热管内壁和/或外壁上，充分利用导热管的温度调节，使各微反应通道获得相同并均匀的反应温度，提高整体的反应效率和反应通量；以及通过将两个微流道层叠设置，减少平面空间的占用，合理利用立体空间，延长了微反应通道；其次，通过层叠微流道之间的连通实现流体的立体交叉混合，并且无需在每个微反应通道单元结束处均设有收窄的出口，进而保证了流体的流速，提高了流体通量和反应效率。本专利技术还提供了一种微流体混合方法，即将若干微反应通道围绕布设在导热管内壁和/或外壁上，流体在微反应通道内沿导热管行进，并通过导热管对流体进行温度调节。作为优选，所述微流体混合方法适于采用如上所述管式微反应器实现各微反应通道的流体在行进过程中相互交叉混合。本专利技术的有益效果是，本专利技术的微流体混合方法，首先，通过导热管的设置，实现微流道内的液体的温度控制，从而促进混合效果，并且将若干微反应通道布设在导热管内壁和/或外壁上，充分利用导热管的温度调节，使各微反应通道获得相同并均匀的反应温度，提高整体的反应效率和反应通量；其次，通过将两个微流道层叠设置，减少平面空间的占用，合理利用立体空间，延长了微反应通道；再而，通过层叠微流道之间的连通实现流体的立体交叉混合，并且无需在每个微反应通道单元结束处均设有收窄的出口，进而保证了流体的高流速，并在保证混合效率的同时，提高了产量。本专利技术还提供了一种管式微反应器的制备方法，在导热管内壁和/或外壁贴附有至少一条微反应通道。作为优选，所述微反应通道沿所述导热管的长度方向直线设置或者沿所述导热管的长度方向螺旋布设在所述导热管内壁和/或外壁上。本专利技术的有益效果是，本专利技术的管式微反应器的制备方法，制备快捷且制备效果好。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为
技术介绍
中所涉及的现有技术。图2为微反应通道竖直设置在导热管外壁的结构示意图。图3为微反应通道螺旋分布在所述导热管外壁的结构示意图。图4是本专利技术中微反应通道的结构示意图。图5是本专利技术第一种实施例中的微反应通道单元的结构示意图。图6是图5在A-A处的剖视图。图7是图5在C-C处的剖视图。图8是本专利技术第一种实施例所对应的两微流道中流体流向简图。图9是本专利技术一种微反应通道的第二种实施例的结构示意图。图10是本专利技术第二种实施例中的微反应通道单元的结构示意图。图11是图10在A-A处的剖视图。图12是图10在C-C处的剖视图。图13是本专利技术第二种实施例流体流向简图。图14是本专利技术第二种实施例流体混合实例的结果图。图中：微反应器导管1-1，管外导热介质1-2；导热管C1；微反应通道1；微反应通道单元10；微流道100，上部的微流道100a、下部的微流道100b、拐点101，端部102；对流孔200，引流端头300；第一入剂口501，第二入剂口502；入液口6；出液口7。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例一本实施例提供了一种管式微反应器，包括：导热管C1和固定在导热管内壁和/或外壁的至少一条微反应通道1。所述微反应通道1的分布形式具有两种，图2为微反应通道1竖直设置在所述导热管C1外壁的结构示意图；图3为微反应通道1螺旋分布在所述导热管C1外壁的结构示意图（其中图3为示意图，因此微反应通道1以示意位置的形式展现）。如图2所示，微反应通道1沿导热管C1的长度方向直线设置，其中，此处所指的微反应通道1沿导热管C1的长度方向直线设置含义为，微反应通道1的长度方向与导热管C1的长度方向平行直线设置或者多个微反应通道1平行。图3所提供的一种是螺旋分布方式，螺旋分布的含义为，绕着导热管C1呈螺旋状延伸。螺旋设置的好处是，延长微反应通道的混合长度，从而加强混合效果。在微反应通道1的数量为若干条时，能够提高本管式微反应器的整体反应通量，并且将若干微反应通道1布设在导热管C1外壁上，充分利用导热管C1的温度调节，使各微反应通道1获得相同并均匀的反应温度，提高整体的反应效率。位于导热管内壁即微反应通道1整体浸入导热管C1内，按照与外管相同或相近的方式进行排布。所述导热管C1可以通入导热油或者水等液体，用于调节反应温度，可以是加温也可以是降温。作为微反应通道一种优选的实施方式。图4是本专利技术中微反应通道的结构示意图。图5是本专利技术第一种实施例中的微反应通道单元的结构示意图。所述微反应通道1包括微反应通道单元10；所述微反应通道单元10包括：两个上下层叠设置的微流道100，并且两微流道100相互连通，以使两微流道100内的流体相互混合。本专利技术的管式微反应器，在导热管C1的温度促进下，微反应通道1内的液体实现充分混合，混合效果好，且混合的反应通量大，本实施例结合了传统管式反应器和微反应器的优点，同时又克服了两者的缺点。通过将两条微流道100层叠设置，减少平面空间的占用，合理利用立体空间，延长了微反应通道1；其次，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管式微反应器，其特征在于，包括：导热管和固定在导热管内壁和/或外壁的至少一条微反应通道。

【技术特征摘要】
1.一种管式微反应器，其特征在于，包括：导热管和固定在导热管内壁和/或外壁的至少一条微反应通道。2.根据权利要求1所述的管式微反应器，其特征在于，所述微反应通道沿所述导热管的长度方向直线设置或者沿所述导热管的长度方向螺旋布设在所述导热管壁上；以及所述微反应通道包括微反应通道单元；所述微反应通道单元包括：两个上下层叠设置的微流道，并且两微流道相互连通，以使两微流道内的流体相互混合。3.如权利要求2所述的管式微反应器，其特征在于：两微流道之间设有一组对流孔，所述一组对流孔包括两个对流孔，以使两微流道内的流体往返交叉混合。4.如权利要求3所述的管式微反应器，其特征在于，所述微流道呈L型；以及在上下层叠的两个微流道中，位于上部的所述微流道的拐点处与位于下部的所述微流道的端部通过一对流孔连通；位于下部的所述微流道的拐点处与位于上部的所述微流道的端部通过另一所述对流孔连通。5.如权利要求3所述的管式微反应器，其特征在于，所述微流道呈L型，并且一微流道的流通尽头处设置有一个与另一微流道相互连通的引流端头，在上下层叠的两个微流道中，位于下部的所述微流道的流体适于通过一对流孔经引流端头流...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙俊，陈金燕，葛文越，
申请(专利权)人：常州那央生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32