[发明专利]微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器

说明书

本发明涉及化工制药反应设备技术领域，具体涉及一种微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器。微通道结构，包括：多个第一反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第一反应通道上设有至少两个第一进口和一个第一出口；多个第二反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第二反应通道上设有至少两个第二出口和一个第二进口，第二反应通道与第一反应通道层叠交错设置，第二进口与第二反应通道的主体连接处设有过渡通道，沿流体的流动方向，过渡通道的截面面积小于第二进口的截面面积。进入反应通道中的反应介质不断合流后分流，分流后再合流，伴随着上下翻涌以及利用反应介质流速的瞬间增大，能够有效提高反应介质在微通道内的混合效果。

技术领域

本发明涉及化工制药反应设备技术领域，具体涉及一种微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器。

背景技术

微通道反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微通道反应器通常含有小的通道尺寸和通道多样性，流体在这些通道中流动，并要求在这些通道中发生所要求的反应。在微构造的化学设备中具有非常大的比表面积，相比于反应釜，微通道反应器有着更好地传热和传质能力。

现有技术中，微通道反应器包括设于两侧的一对换热组件和设于一对换热组件之间的反应组件。在反应组件中通过反应介质在通道中不断被分流和合流来实现反应介质之间的混合，当反应组件的通道中逐渐充满反应介质后，反应介质在通道内会沿同一流动趋势运动形成顺流，通道内的反应介质流动趋势较为平滑，使得反应介质在通道中的流动碰撞不够激烈，混合效果不够理想，反应收率较低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的微通道反应器中反应介质混合效果较差，反应收率较低的缺陷，从而提供一种微通道结构、具有其的微通道反应组件和微通道反应器。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种微通道结构，包括：

多个第一反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第一反应通道上设有至少两个第一进口和一个第一出口；

多个第二反应通道，沿第一方向线性间隔设置，第二反应通道上设有至少两个第二出口和一个第二进口，第二反应通道与第一反应通道层叠交错设置，第一反应通道的第一进口与前一第二反应通道上的第二出口连通，第一反应通道的第一出口与后一第二反应通道上的第二进口连通，第二进口与第二反应通道的主体连接处设有过渡通道，沿流体的流动方向，过渡通道的截面面积小于第二进口的截面面积。

可选地，第一反应通道和第二反应通道均为“Ω”型通道，“Ω”型通道包括弧形主体部和设于弧形主体部端部的两个连接部，第一出口和第二进口均设于弧形主体部围合形成的空腔内，第一进口和第二出口均设于连接部处。

可选地，第一反应通道和第二反应通道在垂直于第一方向的第二方向上均设置有多列，且在第二方向上相邻两个第二反应通道连通设置。

可选地，在弧形主体部上设有连通相邻两个第二反应通道的连通通道。

本发明还提供一种微通道反应组件，具有本发明所述的微通道结构。

可选地，包括层叠设置的第一混合通道和第二混合通道，第一混合通道和第二混合通道均包括多组交替间隔设置的第一反应通道和第二反应通道，第一混合通道上的第一出口与第二混合通道上的第二进口一一对应连通，第一混合通道上的第一进口与第二混合通道上的第二出口一一对应连通，第一混合通道上同一方向上的第一反应通道与第二混合通道上对应方向上的第二反应通道朝向相反且交错设置，以使第一混合通道与第二混合通道完全连通。

可选地，第一混合通道上设有至少两个反应介质入口，至少两个反应介质入口均与同一组第一反应通道连通。

可选地，第一混合通道与第二混合通道均成型在同一单板片上。