【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微反应器，具体涉及一种主动式微反应器、制造方法及控温方法。
技术介绍
1、主动式微反应器的机理是通过在微反应器外部施加声场、磁场或者机械振动等，使其微通道内的反应介质产生强烈运动，以达到混合、传热和防止堵塞等效果。目前主动式微反应器有超声微反应器、动电式微反应器、电磁微反应器和震荡微反应器等。以主动的超声微反应器为例，利用超声波的化学效应和机械效应，实现对反应体系(液-液、固-液、气-液)的强化和混合，能够有效解决常规微反应器堵塞的问题。目前主动式微反应器已被广泛应用于精细化学品、纳米材料和医药中间体的连续流合成领域。
2、以主动的超声微反应器为例，相较于常规微反应器，超声波微反应器的优点是明显的，其混合时间和停留时间短，利用超声波空化产生大量微泡，每个微泡在溃灭时会释放出大量能量，形成一个高温高压的环境，相当于在微小尺度上为化学反应创造了有效的反应条件，而且超声波微反应器还具有防堵塞的效果，防止物料在微通道内发生沉降和堵塞。但是目前的超声微反应器内部结构复杂，制作要求高，大多数超声微反应器相互耦合不紧密，声场分布不均，难以精准控温，导致微通道内局部区域温度明显高于其他区域，对反应也产生不利影响。基于此，有必要对现有主动式微反应器及其制造做出改进。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种主动式微反应器、制造方法及控温方法，解决主动式微反应器能量分布不均、温度难以控制以及制造困难等问题。
2、为实现上述专利技术目的，本
3、在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种主动式微反应器，包括固定支架、外场源和反应及换热模块，所述外场源设置于固定支架内，所述反应及换热模块设置于外场源上，其中，所述反应及换热模块包括换热壳及设置于换热壳内的微通道反应器，所述微通道反应器与所述换热壳内底部连接，所述换热壳外底部与所述外场源连接，所述换热壳内的微通道反应器上方形成换热腔体，所述换热壳设置换热入口接头和换热出口接头，所述换热入口接头和所述换热出口接头均与换热腔体连通，所述微通道反应器设置物料进入管道和物料排出管道，所述物料进入管道和所述物料排出管道分别与微通道反应器的反应入口和反应出口连通，且所述物料进入管道和所述物料排出管道从换热壳的顶部穿出。
4、优选的，所述微通道反应器的底部中间向下设置连接部，所述换热壳的底部设置与连接部适配的通孔，所述外场源的顶面设置与连接部适配的嵌合槽，所述微通道反应器的连接部穿过换热壳嵌入外场源的嵌合槽内。
5、更优选的，所述微通道反应器的连接部的外侧面设置外螺纹面，所述外场源的嵌合槽内侧壁设置内螺纹面，所述连接部与所述嵌合槽螺纹连接，将微通道反应器、换热壳与外场源固定连接。
6、优选的，所述微通道反应器内的微通道包括进料混合段和反应段，所述进料混合段的端部为反应入口，所述进料混合段的中部与反应段连接，所述反应段呈曲折盘旋的形状，所述反应段的终点为反应出口。
7、优选的，所述反应及换热模块还包括测温组件，所述测温组件包括测温管道和测温传感器，所述测温管道贯穿换热壳内与微通道反应器内通道连通，所述测温传感器伸入测温管道内与物料接触。
8、优选的，所述换热腔体内设置多组换热翅片，多组所述换热翅片以换热腔体中心向外依次排列，每一组换热翅片内包括多个换热翅片，所述换热翅片的底端与微通道反应器的顶面固定连接，同一组内相邻换热翅片之间存在空隙，相邻两组的换热翅片之间也存在空隙，便于换热介质流通。
9、更优选的，所述换热翅片的顶端与换热壳内顶面存在空隙，或换热翅片的顶端与换热壳内顶面连接。
10、优选的，所述换热壳包括壳体和盖体，所述壳体呈敞口结构，所述盖体将壳体的开口密封，所述盖体预留物料进入管道、物料排出管道和测温管道穿过的通孔，所述换热出口接头设置于盖体上，所述换热入口接头设置于壳体侧面。
11、在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种主动式微反应器的制造方法，如下：
12、制作换热壳，在换热壳侧面连接换热入口接头，在换热壳上连接换热出口接头，换热壳预留出便于物料进入管道、物料排出管道和测温管道穿出的通孔；
13、制作微通道反应器，在微通道反应器的顶面形成物料进入管道、物料排出管道和测温管道；
14、在微通道反应器底面和换热壳内外底面均匀涂抹胶，随后将微通道反应器、换热壳和外场源固定连接形成一个整体；
15、将换热壳与物料进入管道、物料排出管道、测温管道之间用高温密封胶粘接密封，在测温管道处装入测温传感器后将测温管道密封，完成主动式微反应器的制作。
16、在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种主动式微反应器的控温方法，如下：
17、反应：启动外场源，通过物料进入管道将反应原料通入微通道反应器内，反应原料在混合后在微通道反应器内前进，外场源为微通道反应器内的化学反应的进行提供能量，生成的产物通过物料排出管道离开微通道反应器；
18、温度控制：在微通道反应器内的化学反应进行过程中，在微通道反应器上方的换热腔体通入换热介质，换热介质与微通道反应器接触，以实现对微通道反应器温度的控制。
19、有益效果：
20、本专利技术外场源、换热壳和微通道反应器依次重叠，结构更加稳定，外场源与微通道反应器耦合得更紧密，使微通道反应器接收到外场源的能量更加均匀，本专利技术将微通道反应器装入换热壳内，对微通道反应器内的温度进行精确控制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种主动式微反应器，其特征在于，包括固定支架(3)、外场源(2)和反应及换热模块(1)，所述外场源(2)设置于固定支架(3)内，所述反应及换热模块(1)设置于外场源(2)上；
2.根据权利要求1所述的主动式微反应器，其特征在于，所述微通道反应器(11)的底部中间向下设置连接部(114)，所述换热壳(12)的底部设置与连接部(114)适配的通孔，所述外场源(2)的顶面设置与连接部(114)适配的嵌合槽(21)，所述微通道反应器(11)的连接部(114)穿过换热壳(12)嵌入外场源(2)的嵌合槽(21)内。
3.根据权利要求2所述的主动式微反应器，其特征在于，所述微通道反应器(11)的连接部(114)的外侧面设置外螺纹面，所述外场源(2)的嵌合槽(21)内侧壁设置内螺纹面，所述连接部(114)与所述嵌合槽(21)螺纹连接，将微通道反应器(11)、换热壳(12)与外场源(2)固定连接。
4.根据权利要求1所述的主动式微反应器，其特征在于，所述微通道反应器(11)内的微通道包括进料混合段(115)和反应段(116)，所述进料混合段(115)的端部为
5.根据权利要求1-4任一项所述的主动式微反应器，其特征在于，所述反应及换热模块(1)还包括测温组件，所述测温组件包括测温管道(113)和测温传感器，所述测温管道(113)贯穿换热壳(12)内与微通道反应器(11)连通，所述测温传感器伸入测温管道(113)内且与微通道反应器(11)内的物料接触。
6.根据权利要求1所述的主动式微反应器，其特征在于，所述换热腔体(123)内设置多组换热翅片(126)，多组所述换热翅片(126)以换热腔体(123)中心向外依次排列，每一组换热翅片(126)内包括多个换热翅片(126)，所述换热翅片(126)的底端与微通道反应器(11)的顶面固定连接，同一组内相邻换热翅片(126)之间存在空隙，相邻两组的换热翅片(126)之间也存在空隙，便于换热介质流通。
7.根据权利要求6所述的主动式微反应器，其特征在于，所述换热翅片(126)的顶端与换热壳(12)内顶面存在空隙，或换热翅片(126)的顶端与换热壳(12)内顶面连接。
8.根据权利要求5所述的主动式微反应器，其特征在于，所述换热壳(12)包括壳体(122)和盖体(121)，所述壳体(122)呈敞口结构，所述盖体(121)将壳体(122)的开口密封，所述盖体(121)预留物料进入管道(111)、物料排出管道(112)和测温管道(113)穿过的通孔，所述换热出口接头(125)设置于盖体(121)上，所述换热入口接头(124)设置于壳体(122)侧面。
9.一种主动式微反应器的制造方法，其特征在于，适用于如权利要求1-8任一项所述的主动式微反应器，制造步骤如下：
10.一种主动式微反应器的控温方法，其特征在于，适用于如权利要求1-8任一项所述的主动式微反应器，使用方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种主动式微反应器，其特征在于，包括固定支架(3)、外场源(2)和反应及换热模块(1)，所述外场源(2)设置于固定支架(3)内，所述反应及换热模块(1)设置于外场源(2)上；
2.根据权利要求1所述的主动式微反应器，其特征在于，所述微通道反应器(11)的底部中间向下设置连接部(114)，所述换热壳(12)的底部设置与连接部(114)适配的通孔，所述外场源(2)的顶面设置与连接部(114)适配的嵌合槽(21)，所述微通道反应器(11)的连接部(114)穿过换热壳(12)嵌入外场源(2)的嵌合槽(21)内。
3.根据权利要求2所述的主动式微反应器，其特征在于，所述微通道反应器(11)的连接部(114)的外侧面设置外螺纹面，所述外场源(2)的嵌合槽(21)内侧壁设置内螺纹面，所述连接部(114)与所述嵌合槽(21)螺纹连接，将微通道反应器(11)、换热壳(12)与外场源(2)固定连接。
4.根据权利要求1所述的主动式微反应器，其特征在于，所述微通道反应器(11)内的微通道包括进料混合段(115)和反应段(116)，所述进料混合段(115)的端部为反应入口(117)，所述进料混合段(115)的中部与反应段(116)连接，所述反应段(116)呈曲折盘旋的形状，所述反应段(116)的终点为反应出口(118)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的主动式微反应器，其特征在于，所述反应及换热模块(1)还包括测温组件，所述测温组件包括测温管道(113)和测温传感器，所述测温管道(113)贯穿换热壳...
【专利技术属性】
技术研发人员：康文江，武志林，董正亚，朱晓晶，张杰，郑卓韬，贾竞夫，施强友，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。