[实用新型]三维连续流微反应通道、反应基板、微反应器和系统

说明书

本公开提供了一种三维连续流微反应通道、反应基板、微反应器和系统，包括依次连接的输入段、反应段和输出段，输入段包括至少两个用于输入反应介质的入口和相应的传输通道，输出段包括至少一个用于混合的传输通道和用于输出混合后介质的出口；反应段包括多个反应单元，所述反应单元均包括用于将流体混合的第一部件，用于将流体分成至少两路的第二部件，且第一部件与第二部件相连、位于同一平面内；反应单元依次相连，且相邻的反应单元位于不同的平面内；本公开能够将通道空间变化延伸到三维空间，可以大大改善流体混合效果并缓解压降。

技术领域

本公开属于微反应领域，具体涉及一种三维连续流微反应通道、反应基板、微反应器和系统。

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。

微化工技术由于其超强的传热、传质能力，将在化学、化工、能源、环境等领域得到广泛应用，微反应器作为微化工技术的代表，具有很好的应用前景，常被使用至物理或化学反应中，而这些反应过程一般需要将待反应介质/物料进行混合。分离重组作为一种典型的混合设计思想，一方面通过流体分离破坏层流边界，一方面通过重组进行流体碰撞，在微反应器的设计中被广泛应用。

根据发明人了解，在目前微反应器的设计中，一般是通过对通道结构的各种变化，造成方向不同于主流向的二次流，从而使得流体单元发生拉伸、折叠、分裂等一系列变化，以提高流体之间的接触面积，进而提高传质效率，但目前这种通道结构的变化主要以平面上的二维结构为主，在第三方向上只是简单的平面拉伸，导致流动界面难以在第三方向上被破坏，更依赖对流的效果，而强对流带来的压力降也给设备运行带来了负担。

实用新型内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种三维连续流微反应通道、反应基板、微反应器和系统，本公开能够将通道结构不在限定至二维平面结构，而将通道结构发生空间变化，使其的延伸路径扩展到三维空间内，可以大大改善流体混合效果并缓解压降。

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三维连续流微反应通道，该通道将通道结构不再局限于二维平面内，将通道结构的延伸路径拓展到了三维空间内，不再仅仅是平面简单拉伸，而是立体层级拉伸，在第三方向上能够有效的破坏流动界面，保证了在流动过程中产生大量的二次流，促进混合。

在一些实施例中，一种三维连续流微反应通道，包括依次连接的输入段、反应段和输出段，其中，所述输入段包括至少两个用于输入反应介质的入口和相应的传输通道，所述输出段包括至少一个用于混合的传输通道和用于输出混合后介质的出口；

所述反应段包括多个反应单元，所述反应单元均包括用于将流体混合的第一部件，用于将流体分成至少两路的第二部件，且第一部件与第二部件相连、位于同一平面内；

所述反应单元依次相连，且相邻的反应单元位于不同的平面内。

上述设计方案，反应单元位于不同平面内，巧妙的构造了三维立体连续流动环境，将传统的平面拉伸转换为立体层级拉伸，在第三方向上能够有效的破坏流动界面，能够保证入口进入的反应介质/物料经过反应单元的不断合并、分离、叠加，循环多次，实现反应介质/物料的无限分层，最终达到强效混合效果。

作为可能的实施例，所述反应单元的边缘为弧形或圆滑过渡段。这种设计能够有效的减少死区，适应相应的工况。

作为可能的实施例，所述相邻的反应单元之间具有一定的夹角。

优选的，所述相邻的反应单元之间相交。

通过具有一定夹角的设置，能够减少反应通道的总长度，在有限的空间内构造足够的反应空间，保证反应效果。

作为可能的实施例，所述输入段与一反应单元的第一部件连接，所述输出段与另一反应单元的第二部件连接。