[实用新型]一种微反应器

说明书

本申请公开了一种微反应器，包括套管式反应器主体，具体包括内套管、中间套管和外套管，内套管和中间套管设有内螺纹和外螺纹，外套管设有内螺纹，将内套管的外壁和中间套管的内壁之间形成的螺旋状流通路径作为反应通道，内套管自身、以及中间套管外壁和外套管形成的流通路径作为换热媒介通道。本申请的微反应器，持液量小，安全系数高；改善了换热过程中液膜对传热系数的影响，传热系数高达10000～25000W/(m²·K)以上；内外换热媒介流通路径采用螺旋状通道，提高了单位体积的传热面积，达到传统微反应器的5倍左右；物料在螺纹流道内流动，不断混合、分离、再混合，反复剪切、错流，传质效果更好，进一步改善了化学反应的效率。

技术领域

本申请涉及化工设备技术领域，具体涉及一种微反应器。

背景技术

微反应器(Micro reactor)又称为微通道反应器(Micro-channel reactor)，是微型反应器、微型混合器、微型换热器、微型控制器等微通道化工设备的通称。微反应器从本质上讲是一种连续流动型的管道式反应器，现有微反应器主要是通过蚀刻、光刻等方法在玻璃片、硅片、聚甲基丙烯酸甲酯和聚二甲基硅氧烷等材料上加工而得。

众所周知，在精细化工行业中，最危险的地方是反应单元，造成危险的主要原因是换热面积不足，不能将反应热及时移走。

为了提高换热效率，CN107073583A公开了一种微反应器，该微反应器的特征在于被包裹在导热基体材料内的耐蚀微通道网络，在该基体材料内可以限定出一个或多个中空的热交换通道；CN107433174A公开了一种微反应器，其包括外壳和内芯，所述外壳具有中空内腔，所述内芯设置于所述外壳的所述中空内腔中、并在所述内芯外壁与所述外壳的内壁之间形成用于进行微反应的反应通道，其中所述反应通道为螺旋形状的螺旋通道。并通过在中空管结构的所述内芯的内表面也设置内螺纹结构的方式，增大换热介质与内心内壁之间的接触面积，提升其与内芯管外介质的换热面积，从而有效地提高微反应器的换热效率。

根据精细化工行业的性质，有必要开发一款换热效率高的微反应器。

发明内容

根据精细化工行业的性质，发明人研发出了一种传热、传质系数高的微反应器，采用如下技术方案：

一种微反应器，包括套管式反应器主体，所述套管式反应器主体包括内套管、中间套管和外套管，所述内套管和中间套管均设有内螺纹和外螺纹，所述外套管设有内螺纹，所述内套管的外壁和中间套管的内壁之间形成的螺旋状流通路径作为反应通道，所述内套管自身的螺旋状流通路径作为换热媒介通道Ⅰ，所述中间套管的外壁和外套管的内壁之间形成的螺旋状流通路径作为换热媒介通道Ⅱ。

优选的，所述内套管的外螺纹和中间套管的内螺纹方向相反，从微反应器的一端观察，一个螺纹的方向为顺时针旋转，另一个螺纹的方向为逆时针旋转。

进一步优选的，所述内套管的外螺纹和中间套管的内螺纹的螺距相等。

优选的，所述中间套管的外螺纹和外套管的内螺纹方向相反，从微反应器的一端观察，一个螺纹的方向为顺时针旋转，另一个螺纹的方向为逆时针旋转。

优选的，所述内套管外螺纹的最大半径与中间套管内螺纹的最小半径之差为1μm～3000μm，优选500～1000μm。

优选的，所述中间套管外螺纹的最大半径与外套管内螺纹的最小半径之差为1000μm～3000μm。

优选的，所述反应通道和换热媒介通道Ⅰ中流体的流动方向相反，所述反应通道和换热媒介通道Ⅱ中流体的流动方向相反，反应通道中流体与内外二个换热媒介通道中流体均为逆流状态。

本领域技术人员能够理解所述微反应器包括反应物料进口、反应物料出口、换热媒介进口以及换热媒介出口。