[发明专利]一种双螺旋微通道反应器及反应系统

说明书

本发明公开了一种双螺旋微通道反应器及反应系统，该双螺旋微通道反应器包括外筒体和内筒体；在内筒体的外壁上和/或在外筒体的内壁上设置有呈螺旋状布置的第一沟槽和第二沟槽；并且第一沟槽和第二沟槽的螺旋方向相反，在交叉处能够形成湍流混合区；外筒体套设在内筒体外。本发明的双螺旋微通道反应器可以在反应器内形成呈双螺旋形式分布在内筒体上的微通道，并交叉处形成了物料混合反应区，由于通道面积小，流体流动速度快，在混合反应区易形成充分的湍流区，从而可以在第一沟槽和第二沟槽的交叉处形成混合效果好，反应效率高的湍流混合区，解决现有常规反应器生产效率低、反应速度慢的问题，几乎可以适用于所有的工程材料；并且具有便于拆卸、清洗和装配的优点；多个双螺旋微通道反应器之间可以根据工艺要求进行串联或并联组合的模块化设计。

技术领域

本发明涉及能源动力环保设备相关技术领域，尤其涉及化工、制药设备相关技术领域，具体地说是涉及一种双螺旋微通道反应器及反应系统。

背景技术

21世纪由于环境恶化以及能源枯竭等一系列问题，使化学工业面临前所未有的机遇和挑战，随着科学技术的不断发展，上世纪末以来，微尺度的研究成为了工程技术发展的一个重要趋势。由于微反应器表现出的诸多优点，科学界致力于探索新的反应途径使化工生产更加经济和环保。

微型反应器将混合、换热、催化反应和分离等操作集成在一个反应器中，其独特的结构给它带来了一系列优质的性能，在药物合成、里特反应、硝化甘油、颜料、复配、催化剂、环氧丙烷等工业领域中得到了广发的应用。

但现有常规反应器存在生产效率低、反应速度慢的缺点。

发明内容

为了解决现有常规反应器生产效率低、反应速度慢的缺点，本发明的一个方面公开了一种混合反应速度快、反应过程易于控制的双螺旋微通道反应器。

本发明的双螺旋微通道反应器的主要技术方案在于：

一种双螺旋微通道反应器，其包括外筒体和内筒体；在所述内筒体的外壁上和/或在所述外筒体的内壁上设置有第一沟槽和第二沟槽；所述第一沟槽和所述第二沟槽分别呈螺旋状布置在所述内筒体的外壁和/或所述外筒体的内壁上，并且所述第一沟槽和所述第二沟槽的螺旋方向相反，使得所述第一沟槽和所述第二沟槽的交叉处能够形成湍流混合区；所述外筒体套设在所述内筒体外。

本发明的双螺旋微通道反应器通过在内筒体的外壁上设置螺旋方向相反的呈螺旋状布置的第一沟槽和第二沟槽，可以在反应器内形成呈双螺旋形式分布在内筒体上的微通道，并且在呈双螺旋结构的微通道交叉处形成了物料混合反应区，由于通道面积小，流体流动速度快，在混合反应区易形成充分的湍流区，从而可以在第一沟槽和第二沟槽的交叉处形成混合效果好，反应效率高的湍流混合区，从而解决现有常规反应器生产效率低、反应速度慢的问题。

根据本发明的一个优选实施方式，在所述外筒体的进液端设置有预混合腔。

通过在外筒体的进液端设置预混合腔可以使得进入外筒体的多种物料完成预混合，满足物料混合反应前的预混合需求，物料预混合后再进入微通道进行主混合反应有利于提高后续混合反应的效率。

根据本发明的一个优选实施方式，在所述外筒体的进液端设置有至少一个进液接口；并且所述进液接口沿切向布置在所述外筒体上对应于所述预混合腔的位置处；在所述外筒体的另一端设置有出液接口。

通过将多个进液接口沿切向布置在外筒体上对应于预混合腔的位置处，可以使得物料以切向进入混合腔，提高物料的预混合程度。

根据本发明的一个优选实施方式，在所述内筒体内形成有换热腔。

通过在内筒体内形成换热腔，可以满足反应热量转移的需要。

根据本发明的一个优选实施方式，所述换热腔中插接有一与外界连通的换热管；并且，在所述内筒体上设置有至少一个用于连通所述换热腔内外的换热接口。