一种光反应微反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光反应微反应器，它解决了现有技术中光化学微反应器存在光源浪费且采用玻璃材质导致反应范围大大受限的问题，具有满足多种光化学反应要求，传热效率高的有益效果，其方案如下：一种光反应微反应器，包括光源发生单元，发射光源能量；微反应单元，包括设有反应通道的反应片，反应片非透光设置，反应片的一侧设置透光件，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源以实现光化学反应。

A Photoreaction Microreactor

【技术实现步骤摘要】
一种光反应微反应器
本技术涉及微反应装置，特别是涉及一种光反应微反应器。
技术介绍
光化学反应是指由一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的化学反应。光化学反应又称光化作用，是指物质由于光的作用而引起的化学反应。例如碳水化合物的合成，染料在空气中的褪色，胶片的感光作用等。范围很广，可能是化合、分解、氧化、还原等化学反应。目前微反应器主要分为两种，一种是玻璃材质的；另一种是金属材质的；对于玻璃材质的微反应器来说，可以进行光化学反应，但是由于玻璃热导率低，导致总的传热效率低，不适合放热剧烈的反应。对于金属材质的微反应器来说，虽然换热效率高，但是不透光，不适用于光化学反应。现有技术中为了实现光化学反应，为了提高微反应器的工作效率，所有反应片均采用玻璃材质，并设置多个照明模块(如模块化光化学流动反应器系统CN106457197A)，这类微反应器存在如下的问题：1)因玻璃材质本身承压力不足，只能适用于部分光化学反应，反应范围大大受限，一但反应过程中产生的压力和温度过高，整套微反应器就容易损坏，导致生产成本提高。2)设置多组照明模块导致整体反应器不仅占用空间大，同时光源发光过程中会产生大量的热能，对光反应过程温度造成影响，从而影响到反应结果。3)因为整体反应器采用玻璃材质，玻璃传热效率低，不适合放热剧烈的反应。4)设置多组玻璃和多组照明模块，光束并不集中传导，导致光源利用效率低，只有少数光源被用于反应，相应需要更多的光源能量。因此，需要对一种光反应微反应器进行新的研究设计。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种光反应微反应器，能实现反应器内光化学反应，结构紧凑，节省生产用地，充分利用光源能量。一种光反应微反应器的具体方案如下：一种光反应微反应器，包括：光源发生单元，发射光源光子；微反应单元，包括设有反应通道的反应片，反应片非透光设置，反应片具有反应通道的一侧设置透光件，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源光子以实现光化学反应。上述的微反应单元，通过透光件将光束发送至反应通道处，提供光源光子，并非直接将光源设于反应片的一侧直接照射，光源利用效率高，整体结构紧凑，设置合理。作为优选方案，所述反应片的材质为金属材料，金属材料传热效率高，有利于剧烈的光化学反应。在本技术一种方案中，所述透光件设于密封板，密封板在透光件的一侧和/或周侧设置反射层以将光源反射至反应片的方位。或者，在本技术另一种方案中，所述光源发生单元设于密封板内所述透光件相对于所述反应片的另一侧，反应片为金属材料，透光件设于光源发生单元与反应片之间，光束直接通过透光件为反应通道提供光源。进一步地，所述密封板设置凹槽，所述透光件设于凹槽内，这样反应片与透光件无直接连接点，不会破坏透光件的应力点，可相应延长透光件的使用寿命。进一步地，所述密封板与所述的反应片连接以将所述透光件设于所述反应片和密封板之间，且透光件侧面与所述的反应通道接触。进一步地，所述反应片相对于透光件的另一侧设置换热片；或者，所述换热片与所述的反应片连接，以向反应片内物料提供热源或冷源。进一步地，所述换热片与所述反应片接触的一侧开有换热通道，换热片设置与换热通道相通的换热进口和换热出口；或者，换热片朝向所述反应片的一侧设置用于安装密封件的密封槽，密封槽设于换热通道的外侧，以保证换热通道内不会发生泄漏。此外，所述反应片同样设置密封槽用于设置密封件以防止反应片反应通道内反应物泄漏。进一步地，所述光源发生单元通过光传导部件设于所述透光件的一侧；或者，光源发生单元直接设于所述透光件的侧部与透光件接触或连接。进一步地，为了提高光源的利用效率，所述光传导部件与光源发生单元连接的一端设置集光器以收集光源光子，光传导部件另一端设置投射器以将光源投射至所述的透光件，通过投射器的设置将光源光子投射到透光件，进一步提高光源利用率；而且光源发生单元与散热器连接用于将产生的热量传导出去。或者，所述集光器内部设置滤光片，或者，在所述集光器与所述光源发生单元之间设置滤光片；通过滤光片的设置可获得所需要的光，且滤光片可更换，以满足不同的反应需求，通过滤光片和对光源发生单元的更换或功率调整，调整光通量及光的波长，以达到高合成率的目的。或者，所述投射器与所述透光件接触或连接设置。进一步地，在一些方案中，所述透光件为钢化玻璃，进一步选择石英钢化玻璃。或者，所述透光件可替换为半透光件。进一步地，作为优选方案，所述光传导部件为光导纤维，是玻璃材料制成，其传输是利用光经由高折射率的介质(光纤)，以高于临界角的角度进入低折射率介质(外壳)产生全反射的原理，让光在这个介质里能够维持光波形的特性进行传输。进一步地，所述光源发生单元设于壳体内，壳体可拆卸设置以便于更换所述的光源发生单元。或者，在本技术另一方案中，所述光源发生单元设于壳体内，壳体设于密封板的一侧，距离密封板有设定距离，壳体可拆卸设置以便于更换所述的光源发生单元，具体壳体可设置侧板，侧板相对于壳体可打开设置，所述滤光片可拆卸安装于壳体，光传导部件端部与所述的集光器可拆卸连接，集光器安装于壳体，滤光片安装于集光器与光源发生单元之间，且集光器与光源发生单元相对设置。进一步地，所述透光件的侧部可设置至少一个所述的光源发生单元。或者，在本技术的另一方案中，所述微反应单元设有多个，相邻的微反应单元间隔或接触设置，且每一个微反应单元分别与各自的所述的光源发生单元连接，或者共同与一个或多个所述的光源发生单元连接。其中，光源发生单元可为LED灯，光源发生单元可配备多个，不同的光源发生单元功率或者种类相异，从而在反应片的外部实现光源种类的更换。或者，在另一方案中，所述透光件开有若干通孔，所述的光传导部件端部插入通孔内或者与通孔接触设于通孔端部。进一步地，所述反应片开有与所述反应通道相通的反应进口和反应出口，且反应片设置1个采样出口；或者，反应通道为伞形、方形、蛇形或带返混区域的通道。或者，所述反应片设有多个，多个反应片并联设置。进一步地，所述反应片的一侧或两侧设有定位销孔，或者，定位销孔可为通孔，所述密封板同样开有定位销孔，换热片同样设置定位销孔，方便反应片与换热片或者/和，反应片与密封板的安装。上述一种光反应微反应器的装配方法，具体步骤如下：1)将透光件安装于密封板内；2)密封板与反应片连接，透光件设于反应片反应通道一侧，透光件可与反应通道接触设置；3)密封板内或者密封板外设置光源发生单元，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源以实现光化学反应。本技术有益效果分析：1)本技术将光源发生单元设于微反应器的一侧，方便对光源发生单元的更换和维护，可实现不同种类、功率的光源发生，且便于更换，从而拓宽了微反应器的使用范畴，可用于多种不同的光化学微反应。2)本技术中反应片采用金属材料，有利于换热，也有利于进行剧烈的光化学反应，可用于高温、高压等化学反应，但因透光件的设置，也不会影响到光源的投射，光利用率达到最大化，最高可达99％。3)本技术整体结构简单，光源发生单元与反应器分隔设置，方便更换或携带。4)本技术通过密封板的设置，方便密封板与反应片的安装，且能够对透光件进行保护，延长了整套微反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光反应微反应器，其特征在于，包括：光源发生单元，发射光源光子；微反应单元，包括设有反应通道的反应片，反应片非透光设置，反应片具有反应通道的一侧设置透光件，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源光子以实现光化学反应。

【技术特征摘要】
1.一种光反应微反应器，其特征在于，包括：光源发生单元，发射光源光子；微反应单元，包括设有反应通道的反应片，反应片非透光设置，反应片具有反应通道的一侧设置透光件，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源光子以实现光化学反应。2.根据权利要求1所述的一种光反应微反应器，其特征在于，所述透光件设于密封板，密封板在透光件的一侧和/或周侧设置反射层以将光源反射至反应片所在方位；或者，所述光源发生单元设于密封板内所述透光件相对于所述反应片的另一侧。3.根据权利要求2所述的一种光反应微反应器，其特征在于，所述密封板设置凹槽，所述透光件设于凹槽内，或者，所述密封板与所述的反应片连接以将所述透光件设于所述反应片和密封板之间，且透光件侧面与所述的反应通道接触。4.根据权利要求1所述的一种光反应微反应器，其特征在于，所述反应片相对于透光件的另一侧设置换热片；或者，所述换热片与所述的反应片连接；或者，所述反应片的材质为金属材料。5.根据权利要求1所述的一种光反应微反应器，其特征在于，所述光源发生单元通过光传导部件设于所述透光件的一侧；或者，光源发生单元直接设于所述透光件的侧部与透光件接触或连接；或者，所述光传导部件为光导纤维；或者，所述光源发生单元设于壳体内，壳体可拆卸设置以便于更换所述的光源发生单元；或者，所述透光件开有若干通孔，所述的光传导部件端部插入通孔内或者与通孔接触设于通孔端部。6.根据权利要求5所述的一种光反应微反应器，其特征在于，所述光传导部件与光源发生单...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋鹏，王家全，张恭运，
申请(专利权)人：豪迈集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37