[实用新型]集成微反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于微反应领域，具体涉及一种集成微反应装置。

背景技术

微化工技术是顺应可持续发展与高技术发展需要而产生的一种新技术，是二十一世纪化学工程学科发展的重要方向之一，主要研究时空特征尺度在数微米至数百微米以内的微型设备和并行分布系统中的过程特征和规律。微反应技术是微化工技术的核心，是一种全新的过程强化技术，许多反应过程在微反应器中变得更经济、更快速、更安全以及更环保。

根据化工领域广泛接受的微系统(microsystem)定义，微反应器(microreactor)是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应系统，“微”表示工艺流体的通道在微米级别，微反应器内流体的微通道尺寸在10到300微米之间。微反应器狭窄的微通道增加了温度梯度，再加上大的比表面积，大大强化了微反应器的传热能力。

在微反应器换热方面，早期多借用实验室装置所采用的油浴、水浴、烘箱或冷箱。这种方式影响微反应器与系统元件的集成，而且不方便，因此集成换热元件于一身成为微反应器的发展趋势。

美国麻省理工学院的科学家[Brian K H Y,et al.Angewandte Chemie Int.Ed.,34,44(2005)5447-5451]公开了一种集成三种温度区域于一体的硅基微反应器，该反应器通过外部加热铝块和外部冷却铝块的方式，对含微反应通道的硅板进行热量交换，可以在同一微反应通道基板上形成不同的温度区域，但该微反应器的铝块换热单元不适用于微反应器的进一步封装和放大。

由于微通道反应器在传热方面的优势，使其经常被应用于放热量或吸热量较大场合，因此能够将热量及时导出，维持反应温度的稳定是对微反应器的重要要求之一。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述问题而进行的，通过提供一种集微通道换热器和微反应器于一体的集成微反应装置，进一步提高现有微反应器的集成度以及封装、放大程度。

本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种集成微反应装置，用于吸热或放热的液-液两相混合反应，其特征在于，包括：第一微通道换热单元，用于填充工质，包含上下放置且相通的包含多条流道的第一微通道换热组件和第二微通道换热组件，第一微通道换热组件和第二微通道换热组件的流道分别为不同方向的波浪形通道，第一微通道换热组件和第二微通道换热组件分别包含用于工质流入以及流出所述第一微通道换热单元的第一进质单元和第一出质单元，第一进质单元和第一出质单元分别位于第一微通道换热单元的两侧；用于覆盖第一微通道换热单元上下两侧的基板；以及微反应单元，位于第一微通道换热单元下侧基板的下方，用于进行液-液两相混合反应，包含用于第一反应流体和第二反应流体混合以及反应的微通道，微通道为多次曲折的形状，微通道的前端具有让第一反应流体进入的第一进质口和让第二反应流体进入的第二进质口，微通道的后端具有反应后流体流出微反应单元的出质口。

本实用新型提供的集成微反应装置，还可以具有这样的特征，还包括：第二微通道换热单元，位于微反应单元的下方，包含上下放置且相通的第三微通道换热组件以及第四微通道换热组件，第三微通道换热组件和第四微通道换热组件分别包含用于工质流入以及流出第二微通道换热单元的第二进质单元和第二出质单元，第二进质单元和第一出质单元位于集成微反应装置的一侧，第二出质单元和第一进质单元位于集成微反应的另一侧。

本实用新型提供的集成微反应装置，还可以具有这样的特征：其中，微反应单元中的微通道为弯曲型，微通道中和出质口连接的一段微通道膨大。

本实用新型提供的集成微反应装置，还可以具有这样的特征：在微反应单元中，微通道底部设有肋片。

实用新型作用与效果