[实用新型]微反应器及微反应系统

说明书

本公开提供了一种微反应器及微反应系统，包括反应腔，所述反应腔至少一侧设置有换热腔，所述换热腔内设置有若干肋结构，所述换热腔腔壁与所述反应腔腔壁之间的间距小于设定值；所述肋结构与换热腔腔壁之间为接触热阻式连接，本公开通过设置肋结构以及接触热阻等诸多巧妙结构设计，极大的降低了传热系数，提高了换热效果。

技术领域

本公开属于微反应领域，具体涉及一种微反应器及微反应系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

微反应器通常是指通过加工或者制备过程至少部分采用了微反应技术或超精密加工技术，微反应器中流体的微通道尺寸在亚微米级到毫米级，与传统的反应设备相比较，微反应器的优点主要在于整个反应过程中的热量传递过程的强化以及流体流动方式的改进，微反应器有着很好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。

据发明人了解，上述微反应器的优点，在一定程度上也是微反应器应用中的限制，为满足上述要求，目前行业微反应器多存在微反应通道结构复杂，换热结构复杂，加工过程繁杂，投入成本高的问题。同时，相对于微反应器的传热要求，尤其是应用于强放热的、工业化生产的微反应器，目前还是存在换热效率低，热阻较大的问题，极大地阻碍微反应器的应用范围和使用效果。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种微反应器及微反应系统，本公开通过设置肋结构以及接触热阻等诸多巧妙结构设计，极大的降低了传热系数，提高了换热效果。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

本公开的第一目的是提供一种微反应器，利用反应腔和换热腔尽量靠近/临近，以及换热肋接触热阻式连接方式，可以实现利用简单的换热结构即可保证换热效率，解决了目前微反应器要达到较好的换热效果就必需复杂的换热结构，进而带来制备工艺难度和成本增加的难题，打破了目前解决换热效果差的常规思路。

根据一些实施例，一种微反应器，包括反应腔，所述反应腔至少一侧设置有换热腔，所述换热腔内设置有若干肋结构，所述换热腔腔壁与所述反应腔腔壁之间的间距小于等于设定值；所述肋结构与换热腔腔壁之间为接触热阻式连接。

上述设置方式，通过换热腔腔壁与所述反应腔腔壁之间的间距小于设定值，使得反应腔和换热腔的紧密接触或临近，减少了传热距离，保证了换热效率；通过在换热腔内以无连接形式的表面接触热阻方式设置肋结构，换热系数高，进一步提高了换热效率。

接触热阻是两个名义上相互接触的固体表面，实际上接触仅仅发生在一些离散的点上，在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气，热量以导热的方式传过这种空气形成的气息层。而气体的导热热阻是铝、陶瓷等材料的几十倍甚至于百倍，这种接触热阻现象将极大的消弱肋结构的作用，将极大的降低传热系数。

优选的，上述方案中，设定值为20mm。

作为一种实施方式，所述反应腔的两侧均设置有换热腔。

两侧均设置有换热腔，能够进一步提高换热效率。

作为一种实施方式，所述反应腔包括多个反应通道。多个反应通道能够在一定程度上加快反应速度，保证反应效果。

本公开的第二目的是提供一种板式微反应器，在上述微反应器的结构特征的基础上，针对板式微反应器，进行有针对性的巧妙设计，保证换热效果比较好的基础上，整个反应器的体积较小，且制备工艺简单。

根据一些实施例，一种微反应器，包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和第二夹板的接触面上设置有反应腔，且所述第一夹板或/和第二夹板的另一面上设置有向所述接触面内凹陷的换热腔，所述换热腔内设置肋结构，且所述肋结构与对应的夹板之间为接触热阻式连接。