一种模块化、温控式的超声微反应器制造技术

本发明专利技术提供一种模块化、温控式的超声微反应器，包括超声波换能器和具有微反应通道的换热腔体结构，换热腔体结构包括一体结构和分体结构两种，换能器与换热腔体之间、分体结构的换热腔体层间通过螺杆、焊接、胶结等方式连接。该温控式超声微反应器结构简单灵活、适用场景广泛、声能利用率高，能有效强化流体在微通道反应器内的混合、传质和反应过程，并实现高效的温度控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工设备、超声装置，具体而言，尤其涉及一种模块化、温控式的超声微反应器。

技术介绍

1、微反应器是以特征尺度在数微米至数毫米的微通道为核心的一类新型反应器。微反应器具有高比表面积、本征安全、易于放大等优势，被广泛应用于化工生产过程。但对于特征尺度小的微通道，流体通常处于层流状态，物质传递主要靠分子扩散实现，不利于流体混合。另外，对于涉及固体的化工过程，微通道反应器存在堵塞风险。

2、超声波具有穿透性好、能量密度高、安全可靠等优点，是一种广泛使用的过程强化手段。通过耦合超声和微反应技术，将声能引入微反应器，可以有效强化微通道内流体间混合、传质及反应过程，解决微反应器中固体堵塞问题。但声能的引入会导致微反应器内流体升温，对于大多数温度敏感的化工过程而言，需要对超声微反应器加以控温。常见的超声微反应器类型根据超声换能器与微反应器的连接方式可分为直接耦合式和间接耦合式。直接耦合式超声微反应器(如直接在换能器辐射表面雕刻微通道)，声能传递效率高，但直接耦合的连接方式导致其控温困难；而对于间接耦合式超声微反应器(如将微反应器直接浸没于超声清洗本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，包括：相连接的超声波换能器和换热腔体结构，所述换热腔体结构上具有微反应通道和换热流体输送通道，微反应通道内部输送有反应流体，换热流体输送通道内部输送有换热流体，换热流体通过换热流体输送通道与微反应通道内的反应流体进行热量交换，实现对反应流体的精确控温。

2.根据权利要求1所述的模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷换能片(3.2)或夹心式超声换能器(4.2)，频率操作范围为10-6000kHz；所述超声换能器与换热腔体结构通过螺杆、焊接或胶接方式连接。

3.根据权利要求1所述的模块化、温...

【技术特征摘要】

1.一种模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，包括：相连接的超声波换能器和换热腔体结构，所述换热腔体结构上具有微反应通道和换热流体输送通道，微反应通道内部输送有反应流体，换热流体输送通道内部输送有换热流体，换热流体通过换热流体输送通道与微反应通道内的反应流体进行热量交换，实现对反应流体的精确控温。

2.根据权利要求1所述的模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，所述超声换能器为压电陶瓷换能片(3.2)或夹心式超声换能器(4.2)，频率操作范围为10-6000khz；所述超声换能器与换热腔体结构通过螺杆、焊接或胶接方式连接。

3.根据权利要求1所述的模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，所述换热腔体结构为分体式换热腔体(3.1)或一体式换热腔体(4.1)。

4.根据权利要求3所述的模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，所述分体式换热腔体(3.1)包括多层功能层，所述多层功能层为叠加设置的至少一层换热层(1.1)、至少一层微通道层(1.2)以及设置在顶部的盖板(1.3)，相邻两层换热层(1.1)之间间隔一层微通道层(1.2)进行布置；

5.根据权利要求3所述的模块化、温控式的超声微反应器，其特征在于，所述一体式换热腔体(4.1)通过3d打印技术一体成型，具有由第二反应流体输送通道(2.1)和反应流体通道(2.3)构成的微反应通道、第二换热流体输送通道(2.2)以及内部开设的第二换热腔(2.4)，所述反应流体通道(2.3)位于第二换热腔(2.4)内部，所述第二反应流体输送通道(2.1)设有多条，其中两条为反应流体通道(2.3)贯穿出第二换热腔(2.4)两侧的延伸端，至少一条第二反应流体输送通道(2.1)与反应流体通道(2.3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光文，赵乾坤，尧超群，赵帅南，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：