一种块孔式碳化硅微反应器制造技术

本申请涉及一种块孔式碳化硅微反应器及其应用，涉及化工换热领域，包括基质块和封板；所述基质块上设置有至少一条用于流体介质进出的导料通道和至少一条用于换热介质进出的换热通道；所述封板上设置有多组通孔，所述封板密封固定于基质块上，使所述通孔与导料通道连通或同时与导料通道和换热通道连通；块孔式碳化硅微反应器用于流体介质的混合和/或换热。本申请具有保障碳化硅微反应器在高温高压环境下保持高通量的效果。环境下保持高通量的效果。环境下保持高通量的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种块孔式碳化硅微反应器


[0001]本申请涉及化工换热的领域，尤其是涉及一种块孔式碳化硅微反应器。

技术介绍

[0002]微反应器是一种通过精密加工技术在固体基质上开设有大量微米级通道的设备。微反应器既可以用作流体介质的混合，亦可以对流体介质快速换热。其中，碳化硅微反应器因传热速度快、强腐蚀耐受能力强，故常常用于对化工类流体介质的混合、换热。
[0003]在实际应用中，碳化硅反应器基本为管式微反应器和板式微反应器两种。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在有以下缺陷：管式微反应器耐高温和耐高压效果差，板式微反应器通量有限；在实际应用中，为了满足反应需求，操作人员往往要增加微反应器的数量，这使得维系反应所投入的成本大大增加。

技术实现思路

[0005]为了改善普通微反应器难以在高温高压下保持高通量的问题，本申请提供了一种块孔式碳化硅微反应器。
[0006]本申请提供的一种块孔式碳化硅微反应器采用如下的技术方案：
[0007]一种块孔式碳化硅微反应器，包括基质块和封板；所述基质块上设置有至少一条用于流体介质进和出的导料通道和至少一条用于换热介质进和出的换热通道；所述封板上设置有多组通孔，所述封板密封固定于基质块上，使所述通孔与导料通道连通或同时与导料通道和换热通道连通。
[0008]通过采用上述技术方案，碳化硅材质的基质块和封板结构稳定、高温高压耐受度强，可在恶劣环境下稳定应用；同时，封板相对基质块封装简单，操作人员通过通孔向基质块内通入流体介质的操作简单；封装后，封板与基质块的密封压力高，可保障流体介质在设备内的混合、换热稳定性；此外，碳化硅材质的基质块和封板耐酸碱性强，适合高酸、碱性的化工类流体介质通入以混合、换热；导料通道的内径尺寸可根据应用需求向大调节，满足了扩大导料通道内流体介质通量的需求。
[0009]优选的，所述基质块包括反应块和侧板；所述换热通道和导料通道均设置于反应块上，所述封板密封固定于反应块的一侧，所述侧板密封固定于反应块远离封板的一侧。
[0010]通过采用上述技术方案，蛇形盘旋的导料通道比表面积大，与换热通道的接触面积亦大大增加，提高了流体介质在反应块内的混合效率、换热效率；侧板与封板用于封堵转接槽和换向槽，可保障流体介质在导料通道内的流通稳定性及效率。
[0011]优选的，所述导料通道为直线型或螺旋型或沟槽型。
[0012]通过采用上述技术方案，直线型的导料通道便于流体介质快速穿过，通过导料通道比表面积大的特性，可保障流体介质在反应块内的换热效率；螺旋型和沟槽型的导料通道延长了流道的长度，使得流体介质与换热介质的换热时间延长，提高了设备对流体介质的换热效率；此外，通过螺旋凹槽和台阶槽减缓了流体介质在流道内的流动速度，提高了流
体介质在导料通道内的流动稳定性。
[0013]优选的，所述导料通道与换热通道的排布方向相同或不同。
[0014]通过采用上述技术方案，导料通道与换热通道的排布方向不同时，换热通道的数量远远多于导料通道，每一根换热通道内均可不断通入流动的换热介质，提高了反应块对流体介质的换热效率和速度；此外，封板的通孔只通入流体介质，操作简单，不易出现误将换热介质通入导料通道的现象；导料通道与换热通道的排布方向相同时，换热通道和导料通道的数量较为平衡，且二者的所有流道均处于相互平行的状态，使得流体介质和换热介质易于充分换热，流体介质在反应块内的换热效率有保障；此外，反应块内的空间利用率高，减少了多余开孔的现象。
[0015]优选的，所述导料通道和换热通道包括多条流道，处于同一平面的所有所述流道共同形成一组行道；相邻的两条所述流道通过转接槽连通，相邻的两组所述行道通过换向槽连通。
[0016]通过采用上述技术方案，所有流道共同形成导料通道和换热通道，转接槽实现相邻流道的连通，换向槽实现相邻行道的连通，保障了换热介质和流体介质在反应块上的流通顺畅性。
[0017]优选的，所述反应块的侧壁上设置有多组转向槽，所述转向槽用于并联导料通道的不同行道和/或用于并联换热通道的不同行道。
[0018]通过采用上述技术方案，转向槽用于连接两组及以上的换向槽时，便于流体介质同时进入多组换向槽，使得上下相邻的行道同时并联，提高了流体介质进入导料通道的速度，有助与提高设备对流体介质的混合、换热效率；转向槽可用于连接一组换向槽时，以用于增大换向槽的内径尺寸，使得通孔内的换热介质可抵入独立的换向槽内，并快速分流到上下相邻的行道内，加快了换热介质在换热通道内的通入速度。
[0019]优选的，所述反应块于导料通道内设置有至少一组用于减缓流体介质流速的内构件，所述内构件抵触配合于侧板和封板之间。
[0020]通过采用上述技术方案，内构件用于减缓流体介质在导料通道内的流动速度；抵紧于侧板和封板之间的内构件，用于减少内构件在导料通道内出现松晃、偏动的现象，有助于提高流体介质在导料通道内的流动稳定性。
[0021]优选的，所述内构件包括定向柱和多块隔离板；所有所述隔离板间隔分布于定向柱外缘，每块所述隔离板外侧壁贯穿设置有至少一组供流体介质穿过的通行孔；相邻的所述隔离板上的通行孔相互错位，间隔分布的所述隔离板上的通行孔相互对称。
[0022]通过采用上述技术方案，隔离板用于阻挡流体介质，通行孔便于流体介质穿过隔离板，多块隔离板层层阻挡流体介质，有效降低了流体介质在导料通道内的流动速度，使得流体介质充分换热；相邻隔离板上的通行孔相互错位，使得流体介质需要沿定向柱周缘流动后才可穿过通行孔，进一步减缓了流体介质的速度；间隔分布的隔离板上的通行孔相互对称，使得流体介质在隔离板之间规律性前进，保障了流体介质的流动稳定性。
[0023]优选的，所有所述隔离板外缘抵触配合于导料通道内侧壁。
[0024]通过采用上述技术方案，抵接于导料通道内侧壁的隔离板，进一步提高了内构件在导料通道内的定位稳定性，进而进一步保障了流体介质在导料通道内的流通稳定性。
[0025]综上所述，本申请具有以下有益技术效果：
[0026]1.设置于基质块上的导料通道结构稳定，可在高温高压环境下进行强酸或强碱类流体物料的混合、换热，应用稳定性高；此外，导料通道的内径尺寸可向大调节，增大了导料通道的通量；
[0027]2.内构件于导料通道内减缓了流体介质的流动速度，使得流体介质与换热介质充分换热；此外，通过多组隔离板对流体介质的阻挡，使得流体介质呈规律性的前进于导料通道内腔，保障了流体介质在导料通道内的流动稳定性；
[0028]3.转向槽可连接多组换向槽，使得上下相邻的多组行道相互并联，流体介质可通过换向槽同时抵入多组行道内以流通，提高了流体介质在导料通道内的通入效率。
附图说明
[0029]图1是本申请实施例1的一种块孔式碳化硅微反应器的结构示意图；
[0030]图2是实施例1中用于体现封板、侧板和反应块位置关系的示意图；
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种块孔式碳化硅微反应器，其特征在于：包括基质块(1)和封板(2)；所述基质块(1)上设置有至少一条用于流体介质进出的导料通道(3)和至少一条用于换热介质进出的换热通道(4)；所述封板(2)上设置有多组通孔(21)，所述封板(2)密封固定于基质块(1)上，使所述通孔(21)与导料通道(3)连通或同时与导料通道(3)和换热通道(4)连通。2.根据权利要求1所述的块孔式碳化硅微反应器，其特征在于：所述基质块(1)包括反应块(11)和侧板(12)；所述换热通道(4)和导料通道(3)均设置于反应块(11)上，所述封板(2)密封固定于反应块(11)的一侧，所述侧板(12)密封固定于反应块(11)远离封板(2)的一侧。3.根据权利要求1所述的块孔式碳化硅微反应器，其特征在于：所述导料通道(3)为直线型或螺旋型或沟槽型。4.根据权利要求2所述的块孔式碳化硅微反应器，其特征在于：所述导料通道(3)与换热通道(4)的排布方向相同或不同。5.根据权利要求2所述的块孔式碳化硅微反应器，其特征在于：所述导料通道(3)和换热通道(4)包括多条流道(31)，处于同一平面的所有所述流道(31)共同形成一组行道(32)；相...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫永杰，姚玉玺，
申请(专利权)人：南通三责精密陶瓷有限公司，
类型：新型
国别省市：