本实用新型专利技术公开了一种变径腔体及其微通道反应器，变径腔体包括首尾连接的宽通道和窄通道，宽通道的纵截面为心形，宽通道的轴向上设置一横向的如意形状的导流部件，导流部件将流体分离成两股流体，两股流体沿宽通道的内侧壁和导流部件流动，两股流体在流体运动方向的窄通道和宽通道的交接位置汇合，进入窄通道；宽通道的进口端的宽度为a，导流部件与进口端的轴心位置距离为b，窄通道与宽通道的交点与宽通道的最近的外侧壁的切线的距离为e；窄通道的出口端的内径为a；窄通道的宽度自宽度c沿长度d逐渐变窄至宽度a；a、b、c、d和e满足一定的条件。本实用新型专利技术的变径腔体能够提高微通道反应器的传热、传质及混合特性。传质及混合特性。传质及混合特性。
【技术实现步骤摘要】
一种变径腔体及其微通道反应器
[0001]本技术涉及一种变径腔体及其微通道反应器。
技术介绍
[0002]微反应器是一种连续流动的管道式反应器，将包括换热、混合、分离、分析和控制等各种功能高度集成于一身。同时，因具备大比表面积、微小反应体积和独特的层流传质等特性，决定其拥有常规反应器所不可比拟的优良传热、传质和混合性能；且其结构简单、无放大效应、操作条件易于控制、内在安全等优点，也引起了各领域专家学者的广泛关注。
[0003]如上所述，微反应器区别于其他反应器的一个重要特点是将化学(或物理)反应控制在尽量微小的空间内，反应空间的尺寸数量级一般为微米甚至纳米。因此，如何设计微小尺寸的反应通道，以实现在微反应器内布置成百上万的微型反应通道，使其具备更高的效率、可实现更大的产量，进一步提高微反应器的传热、传质及混合特性，是本领域技术人员面临的重大问题。
技术实现思路
[0004]本技术所要解决的技术问题是克服现有的微通道反应器混合效果不佳等技术问题，提供了一种变径腔体及微通道反应器。本技术的变径腔体通过采用特定的结构设计比例，并配合特定形状的导流部件和宽通道，能够提高微通道反应器的传热、传质及混合特性。
[0005]本技术提供了一种变径腔体，所述变径腔体包括首尾连接的宽通道和窄通道；
[0006]所述宽通道的纵截面为心形，所述宽通道的轴向上设置一横向的如意形状的导流部件；所述导流部件，用于将流体分离成两股流体，所述两股流体沿所述宽通道的内侧壁和所述导流部件流动，所述两股流体在流体运动方向的所述窄通道和所述宽通道的交接位置汇合，进入所述窄通道；
[0007]所述宽通道的进口端的宽度为a，所述导流部件与所述进口端的轴心位置距离为b，所述导流部件距离所述宽通道的内侧壁的距离为b，所述窄通道与所述宽通道的交点与所述宽通道的最近的外侧壁的切线的距离为e；
[0008]所述窄通道的出口端的内径为a；所述窄通道的宽度自宽度c沿长度d逐渐变窄至宽度a；
[0009]其中，所述a、b、c、d和e满足以下条件：
[0010]a：b＝1：(0.5～2)；
[0011]a：c＝1：(3～10)；
[0012]c：d＝1：(1～5)；
[0013]a：e＝1：(0.5～2.5)。
[0014]本技术中，所述a：b优选地为1：(0.7～1.5)，更优选地为1：(0.8～1.1)，例如
为1：0.6，1：1.67或1：1。
[0015]本技术中，所述a：c优选地为1：(3～7)，更优选地1：(3～5)，例如1：4，1：8.33或1：5。
[0016]本技术中，所述c：d优选地为1：(1.5～3)，更优选地为1：(1.5～2)，例如1：1.5，1：3或1：2。
[0017]本技术中，所述a：e优选地为1：(0.5～1.5)，更优选地为1：(0.7～1.4)，例如1：0.6，1：1.67或1：1.5。
[0018]本技术中，所述a优选地为0.5～2mm；更优选地为0.9～1.5mm，特别地为0.9～1.1mm，例如0.5，1.2或1mm。
[0019]本技术中，所述b优选地为0.25～4mm；更优选地为0.63～2.25mm，特别地为0.72～1.21mm，例如0.3，2或1mm。
[0020]本技术中，所述c优选地为1.5～20mm；更优选地为2.7～10.5mm，特别地为2.7～5.5mm，例如2，10或5mm。
[0021]本技术中，所述d优选地为1.5～100mm；更优选地为4.05～31.5mm，特别地为4.05～11mm，例如3，30或10mm。
[0022]本技术中，所述e优选地为0.25～5mm；更优选地为0.45～2.25mm，特别地为0.63～1.54mm，例如0.3，2或1.5mm。
[0023]本技术中，所述宽通道的长度为f，所述f和所述d优选地满足条件：f：d＝1：(1～4)，例如为1：3。所述f优选地为1～12mm，更优选地为1～3mm，特别地为1～1.5mm，例如为1，3.3或10mm。
[0024]本技术中，所述窄通道的横截面优选地为圆形、椭圆形或多边形。
[0025]本技术中，所述宽通道的横截面可为本领域常规，一般为矩形；所述矩形的短边长度可为1～3mm，优选1～1.5mm，例如1mm。所述矩形的短边长度即为通道的深度。
[0026]本技术中，所述宽通道与所述导流部件形成的流体通道的横截面可为本领域常规，一般为矩形。
[0027]专利技术人在结构设计比例的研究中发现，若a：b和a：c的比例变大，会导致流体在单元上半部分流动困难，从而增加反应器的压力损失；若其比例变小会导致流体在单元下半部分的流速过慢，从而降低混合效果。若c：d的比例变大，在c不变的情况下，导致单元下半部分体积变大，导致混合效率变差。
[0028]本技术提供一种微通道反应器，其包括首尾连接的若干个如前所述的变径腔体。
[0029]本技术中，优选地，至少一个所述的变径腔体首尾相连形成一变径腔体阵列；相邻的所述变径腔体阵列通过U型管连接，并反向平行排列。
[0030]本技术中，优选地，第一个所述变径腔体的宽通道进口端与至少一个所述微通道反应器的进料口相连，最后一个所述变径腔体的窄通道出口端与所述微通道反应器的出料口相连。
[0031]本技术中，优选地，当所述进料口为两个时，第一进料口与第一个所述变径腔体的宽通道进口端通过第一管路相连，第二进料口与所述第一进料口通过第二管路相连。更优选地，所述第二管路设于所述第一管路的外围，所述第二管路的末端与所述第一管路
的末端连通，汇集后再与所述微通道反应器的出料口连通。
[0032]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本技术各较佳实例。
[0033]本技术所用试剂和原料均市售可得。
[0034]本技术的积极进步效果在于：
[0035]本技术的变径腔体通过采用特定的结构设计比例，并配合特定形状的导流部件和宽通道，能够提高微反应器的传热、传质及混合特性。本技术的微通道反应器的混合效果Xs值为0.01～0.07。
附图说明
[0036]图1为实施例1的微通道反应器的结构示意图。
[0037]图2为实施例1的变径腔体的结构示意图。
[0038]图3为对比例1的变径腔体的结构示意图。
[0039]附图标记说明：
[0040]A1第一进料口
[0041]A2第二进料口
[0042]B出料口
具体实施方式
[0043]下面通过实施例的方式进一步说明本技术，但并不因此将本技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变径腔体，其特征在于，所述变径腔体包括首尾连接的宽通道和窄通道；所述宽通道的纵截面为心形，所述宽通道的轴向上设置一横向的如意形状的导流部件；所述导流部件，用于将流体分离成两股流体，所述两股流体沿所述宽通道的内侧壁和所述导流部件流动，所述两股流体在流体运动方向的所述窄通道和所述宽通道的交接位置汇合，进入所述窄通道；所述宽通道的进口端的宽度为a，所述导流部件与所述进口端的轴心位置距离为b，所述导流部件距离所述宽通道的内侧壁的距离为b，所述窄通道与所述宽通道的交点与所述宽通道的最近的外侧壁的切线的距离为e；所述窄通道的出口端的内径为a；所述窄通道的宽度自宽度c沿长度d逐渐变窄至宽度a；其中，所述a、b、c、d和e满足以下条件：a：b＝1：(0.5～2)；a：c＝1：(3～10)；c：d＝1：(1～5)；a：e＝1：(0.5～2.5)。2.如权利要求1所述的变径腔体，其特征在于，所述a、b、c、d和e满足以下条件中的一种或多种：
①
所述a：b为1：(0.7～1.5)；
②
所述a：c为1：(3～7)；
③
所述c：d为1：(1.5～3)；
④
所述a：e为1：(0.5～1.5)。3.如权利要求2所述的变径腔体，其特征在于，所述a、b、c、d和e满足以下条件中的一种或多种：
①
所述a：b为1：(0.8～1.1)；
②
所述a：c为1：(3～5)；
③
所述c：d为1：(1.5～2)；
④
所述a：e为1：(0.7～1.4)。4.如权利要求1所述的变径腔体，其特征在于，所述a、b、c、d和e满足以下条件中的一种或多种：
①
所述a为...
【专利技术属性】
技术研发人员：马兵，施才财，范利颋，
申请(专利权)人：上海惠和化德生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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