[发明专利]微波微芯片反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波微芯片反应器，属于微化工机械领域。 

背景技术

目前微波被广泛的应用在物料加热和干燥等领域，而由于其微波辐射加热固体时具有热散逸效应，使得微波在加热固体物料时，会出现局部过热的现象，造成固体物料融化，结焦等现象，因此微波很难运用在化学反应领域。更由于局部的过热，在加热流体物料反应时，承载物料的容器也会出现局部过热，而导致容器变形和破坏。并且现有文献和技术报道多限于间隙式的加热和反应，因此对于绝大多数化工过程反应来说，均匀辐射加热和连续不间断流动的反应的需求是最为迫切的，也是最有待解决和研究的技术。 

发明专利(CN103055778A)是一种用于固体物料干燥的，连续轴流式微波反应器，只适用于固体物料，对于绝大多数化工过程反应来说，是无法实现的。而且该物料投料量大，在物料内部由于物料沿微波转播方向物料较厚，会出现我温度的梯度，也存在这物料加热不均匀的现象。尤其对于一些反应时间在数秒内的反应，其加热均匀的问题更显突出。发明专利(CN102491321A)是一种在一个加热腔内通过改变单一的微波能量发生器，改由多个发生器从多个方向发射入加热腔，在通过多次折射加密微波密度的方法，改变微波整体上的非均匀性，而从可以在某一个水平面内均匀的加热物料。同样的问题该发明所涉及的对象，依旧是固体物料，而且无法连续的进料和出料。 

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种加热均匀安全的微波微芯片反应装置。 

技术方案：本发明所述的一种微波微芯片反应装置包括微波发生模块、微通道反应器、和供料系统，所述供料系统经管道与微通道反应器连通，所述微波发生模块向微通道反应器中的流体提供微波加热。其中微波发生模块包括磁控管，微波能量输出器，波导器，波导阵列，该波导阵列为若干波导在垂直于波导阵列微波发射方向的平面上的二维平面堆积体，每个波导的指向与波导阵列发射方向相同，磁控管产生微波后传输至微波能量输出器，通过波导器传输至波导阵列发 射。如此设置，经过波导阵列不仅可以过滤出所需要的加热微波段，便于控制系统对输出功率的控制，而且可以将微波方向进行调整，使得微波均匀垂直地向下发射，进一步设置微芯片反应器垂直于发射方向，使得微芯片反应器处处加热均匀。此外，微波发生模块还包括高压变压器和电容器。 

进一步地，本发明的微通道反应器可以为透明PVC、聚四氟乙烯、硅、陶瓷、玻璃等可透过微波材料制成的微通道反应器。微通道反应器微通道宽度为0.04～3毫米。 

进一步，供料系统经管道与微通道反应器的微通道入口连通，连通两者的管道上还设置有进料单向阀，所述的微通道反应器的微通道出口处还设置有出料单向阀。 

进一步地，该装置还可以包括控制系统，控制系统包括温度传感器、压力传感器、控制器，温度传感器与压力传感器测量微通道反应器微通道出口处的压力与温度后传送至控制器，控制器根据读取的压力与温度数值控制供料系统的供料速率和微波发生模块的微波功率。 

具体可以将温度传感器串接在出料单向阀的管路后，所述的压力传感器串接在温度传感器的管路后。 

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明可使装置内垂直于微波传播方向的任意一个水平面的加热功率一致，从而使得该平面内的加热温度均匀，亦即使得该微芯片反应器处处加热功率一致，物料可连续进入反应腔内。由于微芯片总体体积小，通道特征尺度达不到火焰传播的临界尺度以及微芯片内少量的反应持有物，使得微芯片反应器具有内在的安全性，在微波场内，可应用于强放热易燃易爆的反应过程，能明显的提高反应过程的安全性，并实现连续化生产。 

附图说明

图1为本发明微波微芯片反应装置侧视示意图； 

图2为本发明微波微芯片反应装置中的微芯片反应器示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。 

实施例1：