一种用于制备MOF的螺旋反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于制备MOF的螺旋反应装置，属于金属有机框架材料制备装置技术领域。包括壳体，从下至上呈螺旋状盘旋在壳体内且具有容置空间的反应管，环绕于所述反应管的外围的第一换热管，以及设于所述容置空间内的第二换热管；所述第二换热管为螺旋结构；所述第二换热管的螺距小于反应管的螺距。本实用新型专利技术中通过在反应管外围和内围设置第一换热管和第二换热管，从反应管外部和内部同时加热，内外的热空气在反应管自身的间隙中对流，进而实现对反应管全方位加热，实现反应管的混合物受热均匀，有利于混合物反应。有利于混合物反应。有利于混合物反应。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备MOF的螺旋反应装置


[0001]本技术属于金属有机框架材料制备装置
，具体涉及一种用于制备MOF的螺旋反应装置。

技术介绍

[0002]金属有机框架材料（Metal
‑
Organic Frameworks，简称MOF）是指过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。MOF具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点。
[0003]一般采用溶剂热法制备MOF，具体工艺为将金属盐溶液和有机配体溶液混合加热得到；如采用螺旋式反应管和换热器来制备MOF，但由于螺旋式反应管自身的螺旋结构，会面临螺旋结构内部和外部或前部和后部的换热需求，但现有技术中一般在螺旋式反应管的一端输入热介质，但螺旋式反应管的另一端温度状况效果不好。

技术实现思路

[0004]技术目的：为了解决上述问题，本技术提供了一种用于制备MOF的螺旋反应装置。
[0005]技术方案：一种用于制备MOF的螺旋反应装置，包括壳体，还包括：反应管，从下至上呈螺旋状盘旋在壳体内；所述反应管具有预定的螺旋内径并形成一容置空间；所述反应管具有进料端和出料端；第一换热管，环绕于所述反应管的外围；所述第一换热管具有第一输入端和第一输出端；第二换热管，设于所述容置空间内；所述第二换热管为螺旋结构；所述第二换热管具有第二输入端和第二输出端；所述第二换热管的螺距小于反应管的螺距。
[0006]在进一步的实施例中，所述进料端设有第一进料管和第二进料管；所述进料端设于所述出料端的上部。
[0007]通过采用上述技术方案，金属盐溶液从第一进料管输入，有机配体溶液从第二进料管输入，然后经过进料端进入反应管内混合反应；当反应完毕后，反应产物以及残留液从出料端输出。进料端设置在出料端的上端，液体基于重力，容易流出反应管。
[0008]在进一步的实施例中，还包括：若干组竖向支架，设于所述壳体内且排布于所述反应管的外围；每个竖向支架从下至上设置有若干安装孔；所述第一换热管按照所述竖向支架的顺序依次从下至上穿过安装孔。
[0009]通过采用上述技术方案：竖向支架为第一换热管提供支撑力，且第一换热管依次穿过安装孔，形成了类似于网状结构围在反应管的外部；当第一换热管输入热介质流体时，热介质流体产生的热空气对反应管外围全方位加热。
[0010]在进一步的实施例中，所述第二换热管自身螺旋形成的螺旋孔直径小于其管径。
[0011]通过采用上述技术方案，当第二换热管体积相同时，越小的螺旋孔，越能为反应管带来更多的热介质传热，减少第二换热管制造的成本。
[0012]在进一步的实施例中，所述第一换热管高度至少与反应管的高度相同。
[0013]通过采用上述技术方案，第一换热管中的热介质流体形成的热空气对反应管整体加热。
[0014]在进一步的实施例中，所述第二换热管高度至少与反应管的高度相同。
[0015]通过采用上述技术方案，第二换热管中的热介质流体形成的热空气对反应管整体加热。
[0016]有益效果：通过在反应管外围和内围设置第一换热管和第二换热管，从反应管外部和内部同时加热，内外的热空气通过反应管自身的间隙对流，进而实现对反应管全方位加热，实现反应管的混合物受热均匀，有利于混合物反应。
附图说明
[0017]图1是本技术的外部结构示意图。
[0018]图2是本技术的内部结构示意图。
[0019]图3是第二换热管的结构示意图。
[0020]图1至图3中各标注为：壳体10、竖向支架11、反应管20、进料端21、出料端22、第一进料管23、第二进料管24、第一换热管30、第一输入端31、第一输出端32、第二换热管40、第二输入端41、第二输出端42、螺旋孔43。
具体实施方式
[0021]为了解决现有技术中存在的问题，申请人对现有各种方案进行了深入地分析，具体如下：
[0022]采用溶剂热法制备MOF时，将金属盐溶液和有机配体溶液混合加热。现有技术中如采用螺旋式反应管和换热器来制备MOF，但由于螺旋式反应管自身的螺旋结构，会面临螺旋结构内部和外部或前部和后部的换热需求，但现有技术中一般在螺旋式反应管的一端输入热介质，但螺旋式反应管的另一端温度状况效果不好。
[0023]为此申请人提出了以下解决方案，如图1至3所示，本实施例提供了一种用于制备MOF的螺旋反应装置，包括壳体10，反应管20、第一换热管30以及第二换热管40。反应管20盘旋成螺旋结构固定在壳体10内，反应管20具有预定的螺旋内径并形成一容置空间；可以这样说，反应管20自身沿着一个虚拟的直径较大的圆柱体外表面盘旋呈螺旋结构，所以反应管20中心从下至上盘旋形成了一个容置空间，因此以反应管20的自身位置为标的分别形成了外围和内围。预定的螺旋内径尺寸设置为略大于第二换热管尺寸，即实现容置空间能容纳下第二换热管。反应管20的两端设置有进料端21和出料端22。进料端21设有第一进料管23和第二进料管24；进料端21设于出料端22的上部。金属盐溶液从第一进料管23输入，有机配体溶液从第二进料管24输入，然后经过进料端21进入反应管20内混合反应；当反应完毕后，反应产物以及残留液从出料端22输出。进料端21设置在出料端22的上端，液体基于重力，容易流出反应管20。
[0024]第一换热管30环绕在反应管20的外围，第一换热管30具有第一输入端31和第一输出端32。热介质流体从第一输入端31输入，再从第一输出端32输出。在壳体10内部固定有若干竖向支架11，在本实施例中，竖向支架11排布在反应管20的外围；每个竖向支架11从下至上设置有若干安装孔。第一换热管30按照竖向支架11的顺序依次从下至上穿过安装孔，并
形成螺旋结构；换句话说，第一换热管30其中一个竖向支架11最低端的安装孔开始穿孔，依次经过每个竖向支架11最低端的安装孔，然后第一换热管30在穿向最低端的安装孔上方的相邻的安装孔，依次穿过，最终第一换热管30排布在反应管20的外围，且第一换热管30的高度至少与反应管20的高度相同。其中，反应管20的高度是指，反应管20盘旋成螺旋结构且有效装载反应混合液的高度。如此，第一换热管30中的热介质流体形成的热空气对反应管20整体加热。
[0025]第二换热管40固定在容置空间内，第二换热管40为螺旋结构，第二换热管具有第二输入端41和第二输出端42。热介质流体从第二输入端41输入，再从第二输出端42输出。第二换热管40的螺距小于反应管20的螺距。第二换热管40在相同高度下，更小的螺距其盘旋的次数越多，越能为反应管20带来更多的热介质传热。第二换热管40高度至少与反应管20的高度相同。如此，第二换热管30中的热介质流体形成的热空气对反应管20整体加热。第二换热管40自身螺旋形成的螺旋孔43直径小于其管径，当第二换热管40体积相同时，越小的螺旋孔43，越能为反应管20带来更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备MOF的螺旋反应装置，包括壳体，其特征在于，还包括：反应管，从下至上呈螺旋状盘旋在壳体内；所述反应管具有预定的螺旋内径并形成一容置空间；所述反应管具有进料端和出料端；第一换热管，环绕于所述反应管的外围；所述第一换热管具有第一输入端和第一输出端；第二换热管，设于所述容置空间内；所述第二换热管为螺旋结构；所述第二换热管具有第二输入端和第二输出端；所述第二换热管的螺距小于反应管的螺距。2.根据权利要求1所述的一种用于制备MOF的螺旋反应装置，其特征在于，所述进料端设有第一进料管和第二进料管；所述进料端设于所述出料端的上部。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凯成，宋海霞，
申请(专利权)人：南京波顿夫哲材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：