[发明专利]一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微通道反应器，更具体地说，本发明涉及一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，属于化工反应设备技术领域。

背景技术

目前通过BaCl₂与NaSO₄反应制取纳米BaSO₄主要采用对撞的反应方式，即将按一比一进料比配制好的BaCl₂与NaSO₄溶液经计量泵精确计量后从反应器两端同时注入，两组溶液以一定的速度和压力在反应器中在对撞结合生成BaSO₄的一种反应方式。其他如制备纳米硫酸钙晶须等纳米硫酸盐也可以通过上述方式制备。

现有反应器制取纳米硫酸钡的方式主要存在以下不足：

1、进料口单一，BaCl₂与NaSO₄混合均匀性差。

2、管径较大，溶液在管道中层流现象明显，两组溶液不易充分接触，造成反应不彻底，原料浪费严重。

3、纳米硫酸钡产品品质较差，主要表现为生成的BaSO₄颗粒容易团聚、粒度颗粒较大、大小不均匀。

国家知识产权局于2009.5.20公开了一件公开号为CN101433815，名称为“一种膜分散式微通道反应器”的发明，该发明提出一种膜分散式微通道反应器，由一根外管和一根内管构成套管，在内、外管之间形成环形微通道，外管上设有流体进口和出口，内管上一端设有流体进口，另一端沿管壁周向为分布有多微孔的微孔膜。与普通的微通道反应器相比，本发明的反应器通道的截面积增大，处理量增大。强化了流体之间的混合和传质。在达到大处理量的同时，也保证了较强的微观混合。特别是在合成纳米颗粒中实现了快速微观混合，合成了平均粒径为37纳米的硫酸钡颗粒，本反应器操作简单，操作费用低，处理量大，在涉及到快速过程的工业生产中有很大的应用前景。

国家知识产权局于2010.6.16公开了一件公开号为CN101733056A，名称为“一种撞击流微通道反应器及应用”的发明，该发明公开了一种撞击流微通道反应器，于平板材料上刻有至少两条同轴或呈一定角度相向对撞的当量水力直径为0.1-2mm的微通道，且在对撞通道中间形成宽(或对撞距离)为0.5-10mm的撞击区。微通道可以平行阵列分布，连通至具有梯级分支构型的两个入口。可以单片组装，或将若干芯片按次序堆叠，压合成具有至多四个进料口的撞击流微通道反应器。本发明撞击流微反应器适用于瞬间完成的反应过程或反应沉淀过程，如生成液体或固体(超细粉体或纳米材料等)的气-液和液-液快速反应。微通道阵列形式实现了撞击区反应高度均匀性，解决了以往认为撞击流反应器难以安排多级系统(多对撞击流间的相互干扰)的问题。

上述名称为“一种膜分散式微通道反应器”的发明存在以下问题：1、不能保证一比一的精确反应。2、两进料并不能保证在反应时是正面碰撞。3、料液不能保证正面撞击力度。

上述名称为“一种撞击流微通道反应器及应用”的发明存在以下问题：1、若干芯片按次序堆叠使反应器结构更复杂。2、微通道在0.1-2mm之间，并不能有效避免产生团聚。3、进料口单一，很难确保每层进料的压力均匀。

发明内容

本发明旨在解决现有生产纳米硫酸盐的反应器原料混合不均匀，反应不彻底，产品品质差的问题，提供一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，该微通道反应器能够将原料混合均匀，反应更加彻底，产品品质好。

为了实现上述目的，其具体的技术方案如下：

一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，其特征在于：包括上层进料层、下层进料层以及中层反应层；所述上层进料层和下层进料层上都设置有进料孔；所述中层反应层为网状分支结构，氯盐进料通道与硫酸钠进料通道连通，组成进料单元，两个所述进料单元相对设置，并同时通过一级通道连通，所述进料单元与所述一级通道组成一级反应单元；两个所述一级反应单元相对设置，并同时通过二级通道连通，组成二级反应单元；两个所述二级反应单元相对设置，并同时通过三级通道连通，组成三级反应单元；按照上述组成方式，每两个N级反应单元相对设置，并同时通过N+1级通道连通，组成N+1级反应单元，所述N+1级通道与出料通道连通。

本发明优选的，所述出料通道与六级通道连通。

本发明优选的，所述所有通道的管径为小于等于10um。

本发明优选的，所述进料孔为多个均匀排列的微孔。

本发明优选的，所述进料孔的孔径为小于等于10um。

本发明优选的，所述微通道反应器由哈氏合金制成。