[实用新型]磁力振动型微通道反应器

说明书

本申请涉及一种磁力振动型微通道反应器。包括中心轴线呈直线型的微通道管和设置在所述微通道管外部的磁场发生装置，所述微通道管内沿轴向呈当量直径较小区域和当量直径较大区域依次交错连通的一体式结构，每个所述当量直径较大区域内设有磁力振动子，所述磁场发生装置产生可变磁场，所述当量直径较大区域位于所述可变磁场区域内，以使所述磁力振动子在所述可变磁场的作用下振动。上述磁力振动型微通道反应器结构简单，流体混合与反应效果好，微反应过程参数操作区间较大、压降较小、微通道不易堵塞，可保证微通道反应器长时间连续运行。

技术领域

本实用新型涉及化学反应器技术领域，特别是涉及磁力振动型微通道反应器。

背景技术

微通道反应器，也叫微反应器，是指利用精密加工等技术制造的内部结构的特征尺寸在数微米至数毫米之间的化学反应器。微通道反应器相对于传统的大型化工设备，具有比表面积大、传热传质快、操作安全、易于放大、占地空间小等优点。

微通道尺寸小，流体流动通常处于层流状态且表面张力作用显著，使微通道内多种流体之间的混合强化比较有限，尤其是非均相流体之间的充分混合比较困难。通常，不充分的混合可能会导致化学反应时间的延长，反应过程存在局部的冷点或者热点，且转化率和选择性不理想。传统的解决方法是将微反应器的内部通道设计成弯折、分支交叉等特殊结构，使流体在局部产生涡流以强化混合。但这种微反应器加工成本高、压降大、操作弹性差；同时，复杂的内部结构和小特征尺寸使微反应器更易被固体颗粒或粘稠物堵塞，尤其在弯折、分支交叉等结构处。

解决上述问题最有效的办法是引入外加搅拌，在微通道中产生局部对流以防止和疏浚堵塞，进一步强化混合与传质。但传统的机械搅拌方法在微反应器中实现的难度较大，制作成本较高。微反应器中超声场的引入以实现类似机械搅拌作用，但是超声过程复杂，常常产生大量的气泡，缩短了液体在微通道反应器中的停留时间，使反应效果可能变差。

因此，一种新形式的能够强化微通道内多种流体之间的混合，提高化学反应的转化率和选择性，又能避免堵塞的微通道反应器仍然是需要的。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够强化微通道内多种流体之间的混合，提高化学反应的转化率和选择性，又能避免堵塞的磁力振动型微通道反应器。

一种磁力振动型微通道反应器，包括中心轴线呈直线型的微通道管和设置在所述微通道管外部的磁场发生装置，所述微通道管内沿轴向呈当量直径较小区域和当量直径较大区域依次交错连通的一体式结构，每个所述当量直径较大区域内设有磁力振动子，所述磁场发生装置用于产生可变磁场，所述当量直径较大区域位于所述可变磁场区域内，以使所述磁力振动子在所述可变磁场的作用下振动。

在其中一个实施例中，所述磁场发生装置包括沿轴向设置在所述微通道管相对两侧的通电线圈，所述通电线圈内通入一定频率的交流电，用于产生周期性变化的磁场。

在其中一个实施例中，所述交流电的频率在300Hz以内。

在其中一个实施例中，所述磁力振动子的当量直径大于所述当量直径较小区域的当量直径，小于所述当量直径较大区域的当量直径。

在其中一个实施例中，所述磁力振动子的当量直径为所述当量直径较小区域当量直径的1.1～2倍。

在其中一个实施例中，所述当量直径较大区域的当量直径为所述磁力振动子当量直径的1.5～10倍。

在其中一个实施例中，相邻所述当量直径较大区域轴心之间的距离为所述当量直径较小区域当量直径的5～100倍。

在其中一个实施例中，所述微通道管的材质为聚四氟乙烯。

在其中一个实施例中，所述微通道管的壁厚为1mm～100mm。