可拆卸层叠式微型反应器的制作方法

文档序号:5050940阅读:216来源:国知局
专利名称:可拆卸层叠式微型反应器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种微型反应器,尤其是采用金属薄板芯片可拆卸层叠式结构的
微型化学反应器。
背景技术
传统的反应器体积大且燃料处理过程中存在着资源浪费,易燃易爆等现象。将反 应器微型化处理,使得微通道内的传热、传质和催化反应速率得到大幅提高,这种采用微通 道平板层叠结构远大于传统固定床填料结构的比表面积,使得微通道结构化学反应器比相 同容量的常规尺寸固定床结构化学反应器体积縮小80%以上;此外,由于微通道结构反应 器体积小,微流体介质在微通道内不会发生燃烧爆炸等现象,有效地抑制了火焰的扩展。因 此,设计一种能量效率高,便携性能好,易于放大,便于拆卸安装的金属薄板芯片结构的微 型化学反应器是十分必要的。

发明内容根据背景技术所述,本实用新型目的在于避免上述不足,提供一种将单片或多片 负载化学反应催化剂的微通道金属薄片封装在一个可拆卸式的微型反应器内,只需在进口 接入原料,经过该微型反应器后,出口即可获得相应产物,而整个反应器体积小,结构紧凑、 反应温度可远程监控的可拆卸层叠式微型反应器。 为了实现上述目的,本实用新型是通过以下技术方案来实现的 —种可拆卸层叠式微型反应器,主要由进料盖板(l),微通道芯片(2)、出料盖板 (3)、进料密封片(4)和微型温度传感器(6)组成,其中进料盖板(1)上设置有外热源加热 孔(1D、进料接管螺孔(12)、螺栓孔(13)和定位销孔(14);微通道芯片(2)单面上设置至 少4条等长、迂回曲折的微通道(21)和进料孔(22)、出料孔(23)、密封槽(24)、传感器放置 槽(25)和定位销孔(26);出料盖板(3)上设置外热源加热孔(31)、出料接管孔(32)、密封 槽(33)、螺栓孔(34)和定位销孔(35);进料密封片(4)上设置传感器放置槽(41)、定位销 孔(42)、密封槽(43)和进料口 (44);总体装配时进料密封片(4),单片微通道芯片(2)和 出料盖板(3)之间在密封槽(24) 、 (33) 、 (43)处添加耐高温密封材料,在进料密封片(4)和 微通道芯片(2)的传感器放置槽(41)、 (25)之间放置微型温度传感器(6),之后用定位销 (5)定位,并通过螺栓(7)和螺母(8)紧固连接,构成一个单元的微型反应器。 所述的微通道芯片(2)上设置的微通道,其宽度为300iim 500iim,深度为 200 ii m 500 ii m。 所述的微通道芯片(2)上按照化学反应工艺要求涂敷或沉积不同的催化剂。 所述的进料密封片(4)和出料盖板(3)之间层叠放置多片微通道芯片(2),构成多 单元可拆卸层叠式微型反应器。 由于采用了上述技术方案,本实用新型具有以下优点和效果 1、本实用新型反应器体积小,拆装方便,便于移动式使用,而且环保性能好。[0011] 2、本实用新型能力密度高、结构简单紧凑,造价低廉,结构形式易于放大。
图1为本实用新型结构总体分解示意图 图2为本实用新型进料盖板结构示意图 图3为本实用新型微通道芯片示意图 图4为本实用新型出料盖板结构示意图 图5为本实用新型进料密封片示意图 图6为本实用新型结构总体示意图
具体实施方式由图1至图6示出, 一种可拆卸层叠式微型反应器,主要由进料盖板1 ,微通道芯片 2、出料盖板3、进料密封片4和微型温度传感器6组成,其中进料盖板1上设置有外热源 加热孔11、进料接管螺孔12、螺栓孔13和定位销孔14 ;微通道芯片2单面上设置至少4条 等长、迂回曲折的微通道21和进料孔22、出料孔23、密封槽24、传感器放置槽25和定位销 孔26 ;出料盖板3上设置外热源加热孔31、出料接管孔32、密封槽33、螺栓孔34和定位销 孔35 ;进料密封片4上设置传感器放置槽41、定位销孔42、密封槽43和进料口 44 ;总体装 配时进料密封片4,单片微通道芯片2和出料盖板3之间在密封槽24、33、43处添加耐高温 密封材料,在进料密封片4和微通道芯片2的传感器放置槽41、25之间放置微型温度传感 器6,之后用定位销5定位,并通过螺栓7和螺母8紧固连接,构成一个单元的微型反应器。 另知,微通道芯片2上按照化学反应工艺要求涂敷或沉积不同的催化剂,其上单 面微加工成至少4条等长微通道,微通道宽为300 ii m 500 y m,深为200 y m 500 y m,迂 回曲折的通道形状更适合化学反应时间较长的反应过程,微通道芯片2和进料密封片4采 用厚度为lmm金属薄板。 进料盖板1和出料盖板3采用不锈钢材料;微通道芯片2和进料密封片4采用便
于化学反应催化剂涂敷和沉积,同时又不参加化学反应的金属薄板材料。 微通道芯片2上的迂回曲折的通道形状须为偶数对应等长布置,保证微流体均匀
流动,化学反应时既没有局部热点也有效避免短路问题。 微型反应器中,可将多片微通道芯片2层叠放置,即并联放大,多片使用即可实现 化学反应放大,螺栓螺母的可拆卸连接结构使得整个反应器可重复利用,有效避免了浪费 现象。 微通道芯片2内的微通道是层叠结构内进行反应和换热的区域,在燃料处理系统 中引入微通道阵列,有效强化了质量和热量传递过程,并且大大提高流体与通道接触的比 表面积,提高反应速率,减小了系统体积。 另外,在反应器中放置微型温度传感器6便于远程监控微型反应器内的温度。
权利要求一种可拆卸层叠式微型反应器,主要由进料盖板(1),微通道芯片(2)、出料盖板(3)、进料密封片(4)和微型温度传感器(6)组成,其特征在于进料盖板(1)上设置有外热源加热孔(11)、进料接管螺孔(12)、螺栓孔(13)和定位销孔(14);微通道芯片(2)单面上设置至少4条等长、迂回曲折的微通道(21)和进料孔(22)、出料孔(23)、密封槽(24)、传感器放置槽(25)和定位销孔(26);出料盖板(3)上设置外热源加热孔(31)、出料接管孔(32)、密封槽(33)、螺栓孔(34)和定位销孔(35);进料密封片(4)上设置传感器放置槽(41)、定位销孔(42)、密封槽(43)和进料口(44);总体装配时进料密封片(4),单片微通道芯片(2)和出料盖板(3)之间在密封槽(24)、(33)、(43)处添加耐高温密封材料,在进料密封片(4)和微通道芯片(2)的传感器放置槽(41)、(25)之间放置微型温度传感器(6),之后用定位销(5)定位,并通过螺栓(7)和螺母(8)紧固连接,构成一个单元的微型反应器。
2. 根据权利要求1所述的可拆卸层叠式微型反应器,其特征在于所述的微通道芯片 (2)上设置的微通道,其宽度为300 ii m 500 y m,深度为200 y m 500 y m。
3. 根据权利要求1所述的可拆卸层叠式微型反应器,其特征在于所述的微通道芯片 (2)上按照化学反应工艺要求涂敷或沉积不同的催化剂。
4. 根据权利要求1所述的可拆卸层叠式微型反应器,其特征在于所述的进料密封片(4) 和出料盖板(3)之间层叠放置多片微通道芯片(2),构成多单元可拆卸层叠式微型反应 器。
专利摘要一种可拆卸层叠式微型反应器,主要由进料盖板(1),微通道芯片(2)、出料盖板(3)、进料密封片(4)和微型温度传感器(6)组成,其中微通道芯片(2)上涂敷或沉积不同的催化剂;进料盖板(1),进料密封片(4),单片微通道芯片(2)和出料盖板(3)之间耐高温密封材料密封后,用定位销(5)定位,并通过螺栓(7)和螺母(8)紧固连接,构成一个单元的微型反应器,可将多片微通道芯片(2)层叠放置,构成多单元可拆卸层叠式微型反应器;在进料密封片(4)和微通道芯片(2)的传感器放置槽(41)、(25)之间放置微型温度传感器(6),远程监控微型反应器内的温度。本实用新型能量效率高,便携性能好,结构简单、紧凑,小巧,造价低廉,结构形式易于放大,便于试验过程重复拆装使用。
文档编号B01J19/00GK201543422SQ20092024632
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者丁福臣, 吕涛, 李峰, 翟彦青, 蒋力培, 赵杰 申请人:北京石油化工学院
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