專利名稱：可拆卸層疊式微型反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微型反應(yīng)器，尤其是采用金屬薄板芯片可拆卸層疊式結(jié)構(gòu)的
微型化學(xué)反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的反應(yīng)器體積大且燃料處理過(guò)程中存在著資源浪費(fèi)，易燃易爆等現(xiàn)象。將反 應(yīng)器微型化處理，使得微通道內(nèi)的傳熱、傳質(zhì)和催化反應(yīng)速率得到大幅提高，這種采用微通 道平板層疊結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)固定床填料結(jié)構(gòu)的比表面積，使得微通道結(jié)構(gòu)化學(xué)反應(yīng)器比相 同容量的常規(guī)尺寸固定床結(jié)構(gòu)化學(xué)反應(yīng)器體積縮小80%以上；此外，由于微通道結(jié)構(gòu)反應(yīng) 器體積小，微流體介質(zhì)在微通道內(nèi)不會(huì)發(fā)生燃燒爆炸等現(xiàn)象，有效地抑制了火焰的擴(kuò)展。因 此，設(shè)計(jì)一種能量效率高，便攜性能好，易于放大，便于拆卸安裝的金屬薄板芯片結(jié)構(gòu)的微 型化學(xué)反應(yīng)器是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容根據(jù)背景技術(shù)所述，本實(shí)用新型目的在于避免上述不足，提供一種將單片或多片 負(fù)載化學(xué)反應(yīng)催化劑的微通道金屬薄片封裝在一個(gè)可拆卸式的微型反應(yīng)器內(nèi)，只需在進(jìn)口 接入原料，經(jīng)過(guò)該微型反應(yīng)器后，出口即可獲得相應(yīng)產(chǎn)物，而整個(gè)反應(yīng)器體積小，結(jié)構(gòu)緊湊、 反應(yīng)溫度可遠(yuǎn)程監(jiān)控的可拆卸層疊式微型反應(yīng)器。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 —種可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，主要由進(jìn)料蓋板(l)，微通道芯片(2)、出料蓋板 (3)、進(jìn)料密封片(4)和微型溫度傳感器(6)組成，其中進(jìn)料蓋板(1)上設(shè)置有外熱源加熱 孔(1D、進(jìn)料接管螺孔(12)、螺栓孔(13)和定位銷孔(14);微通道芯片(2)單面上設(shè)置至 少4條等長(zhǎng)、迂回曲折的微通道(21)和進(jìn)料孔(22)、出料孔(23)、密封槽(24)、傳感器放置 槽(25)和定位銷孔(26);出料蓋板(3)上設(shè)置外熱源加熱孔(31)、出料接管孔(32)、密封 槽(33)、螺栓孔(34)和定位銷孔(35);進(jìn)料密封片(4)上設(shè)置傳感器放置槽(41)、定位銷 孔(42)、密封槽(43)和進(jìn)料口 (44);總體裝配時(shí)進(jìn)料密封片(4)，單片微通道芯片(2)和 出料蓋板(3)之間在密封槽(24) 、 (33) 、 (43)處添加耐高溫密封材料，在進(jìn)料密封片(4)和 微通道芯片(2)的傳感器放置槽(41)、 (25)之間放置微型溫度傳感器(6)，之后用定位銷 (5)定位，并通過(guò)螺栓(7)和螺母(8)緊固連接，構(gòu)成一個(gè)單元的微型反應(yīng)器。 所述的微通道芯片(2)上設(shè)置的微通道，其寬度為300iim 500iim，深度為 200 ii m 500 ii m。 所述的微通道芯片(2)上按照化學(xué)反應(yīng)工藝要求涂敷或沉積不同的催化劑。 所述的進(jìn)料密封片(4)和出料蓋板(3)之間層疊放置多片微通道芯片(2)，構(gòu)成多 單元可拆卸層疊式微型反應(yīng)器。 由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果 1、本實(shí)用新型反應(yīng)器體積小，拆裝方便，便于移動(dòng)式使用，而且環(huán)保性能好。[0011] 2、本實(shí)用新型能力密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)形式易于放大。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)總體分解示意圖 圖2為本實(shí)用新型進(jìn)料蓋板結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本實(shí)用新型微通道芯片示意圖 圖4為本實(shí)用新型出料蓋板結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本實(shí)用新型進(jìn)料密封片示意圖 圖6為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)總體示意圖
具體實(shí)施方式由圖1至圖6示出， 一種可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，主要由進(jìn)料蓋板1 ，微通道芯片 2、出料蓋板3、進(jìn)料密封片4和微型溫度傳感器6組成，其中進(jìn)料蓋板1上設(shè)置有外熱源 加熱孔11、進(jìn)料接管螺孔12、螺栓孔13和定位銷孔14 ;微通道芯片2單面上設(shè)置至少4條 等長(zhǎng)、迂回曲折的微通道21和進(jìn)料孔22、出料孔23、密封槽24、傳感器放置槽25和定位銷 孔26 ;出料蓋板3上設(shè)置外熱源加熱孔31、出料接管孔32、密封槽33、螺栓孔34和定位銷 孔35 ;進(jìn)料密封片4上設(shè)置傳感器放置槽41、定位銷孔42、密封槽43和進(jìn)料口 44 ;總體裝 配時(shí)進(jìn)料密封片4，單片微通道芯片2和出料蓋板3之間在密封槽24、33、43處添加耐高溫 密封材料，在進(jìn)料密封片4和微通道芯片2的傳感器放置槽41、25之間放置微型溫度傳感 器6，之后用定位銷5定位，并通過(guò)螺栓7和螺母8緊固連接，構(gòu)成一個(gè)單元的微型反應(yīng)器。 另知，微通道芯片2上按照化學(xué)反應(yīng)工藝要求涂敷或沉積不同的催化劑，其上單 面微加工成至少4條等長(zhǎng)微通道，微通道寬為300 ii m 500 y m，深為200 y m 500 y m，迂 回曲折的通道形狀更適合化學(xué)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的反應(yīng)過(guò)程，微通道芯片2和進(jìn)料密封片4采 用厚度為lmm金屬薄板。 進(jìn)料蓋板1和出料蓋板3采用不銹鋼材料；微通道芯片2和進(jìn)料密封片4采用便
于化學(xué)反應(yīng)催化劑涂敷和沉積，同時(shí)又不參加化學(xué)反應(yīng)的金屬薄板材料。 微通道芯片2上的迂回曲折的通道形狀須為偶數(shù)對(duì)應(yīng)等長(zhǎng)布置，保證微流體均勻
流動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)時(shí)既沒(méi)有局部熱點(diǎn)也有效避免短路問(wèn)題。 微型反應(yīng)器中，可將多片微通道芯片2層疊放置，即并聯(lián)放大，多片使用即可實(shí)現(xiàn) 化學(xué)反應(yīng)放大，螺栓螺母的可拆卸連接結(jié)構(gòu)使得整個(gè)反應(yīng)器可重復(fù)利用，有效避免了浪費(fèi) 現(xiàn)象。 微通道芯片2內(nèi)的微通道是層疊結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)和換熱的區(qū)域，在燃料處理系統(tǒng) 中引入微通道陣列，有效強(qiáng)化了質(zhì)量和熱量傳遞過(guò)程，并且大大提高流體與通道接觸的比 表面積，提高反應(yīng)速率，減小了系統(tǒng)體積。 另外，在反應(yīng)器中放置微型溫度傳感器6便于遠(yuǎn)程監(jiān)控微型反應(yīng)器內(nèi)的溫度。
權(quán)利要求一種可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，主要由進(jìn)料蓋板(1)，微通道芯片(2)、出料蓋板(3)、進(jìn)料密封片(4)和微型溫度傳感器(6)組成，其特征在于進(jìn)料蓋板(1)上設(shè)置有外熱源加熱孔(11)、進(jìn)料接管螺孔(12)、螺栓孔(13)和定位銷孔(14)；微通道芯片(2)單面上設(shè)置至少4條等長(zhǎng)、迂回曲折的微通道(21)和進(jìn)料孔(22)、出料孔(23)、密封槽(24)、傳感器放置槽(25)和定位銷孔(26)；出料蓋板(3)上設(shè)置外熱源加熱孔(31)、出料接管孔(32)、密封槽(33)、螺栓孔(34)和定位銷孔(35)；進(jìn)料密封片(4)上設(shè)置傳感器放置槽(41)、定位銷孔(42)、密封槽(43)和進(jìn)料口(44)；總體裝配時(shí)進(jìn)料密封片(4)，單片微通道芯片(2)和出料蓋板(3)之間在密封槽(24)、(33)、(43)處添加耐高溫密封材料，在進(jìn)料密封片(4)和微通道芯片(2)的傳感器放置槽(41)、(25)之間放置微型溫度傳感器(6)，之后用定位銷(5)定位，并通過(guò)螺栓(7)和螺母(8)緊固連接，構(gòu)成一個(gè)單元的微型反應(yīng)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，其特征在于所述的微通道芯片 (2)上設(shè)置的微通道，其寬度為300 ii m 500 y m，深度為200 y m 500 y m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，其特征在于所述的微通道芯片 (2)上按照化學(xué)反應(yīng)工藝要求涂敷或沉積不同的催化劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，其特征在于所述的進(jìn)料密封片(4) 和出料蓋板(3)之間層疊放置多片微通道芯片(2)，構(gòu)成多單元可拆卸層疊式微型反應(yīng) 器。
專利摘要一種可拆卸層疊式微型反應(yīng)器，主要由進(jìn)料蓋板(1)，微通道芯片(2)、出料蓋板(3)、進(jìn)料密封片(4)和微型溫度傳感器(6)組成，其中微通道芯片(2)上涂敷或沉積不同的催化劑；進(jìn)料蓋板(1)，進(jìn)料密封片(4)，單片微通道芯片(2)和出料蓋板(3)之間耐高溫密封材料密封后，用定位銷(5)定位，并通過(guò)螺栓(7)和螺母(8)緊固連接，構(gòu)成一個(gè)單元的微型反應(yīng)器，可將多片微通道芯片(2)層疊放置，構(gòu)成多單元可拆卸層疊式微型反應(yīng)器；在進(jìn)料密封片(4)和微通道芯片(2)的傳感器放置槽(41)、(25)之間放置微型溫度傳感器(6)，遠(yuǎn)程監(jiān)控微型反應(yīng)器內(nèi)的溫度。本實(shí)用新型能量效率高，便攜性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，小巧，造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)形式易于放大，便于試驗(yàn)過(guò)程重復(fù)拆裝使用。
文檔編號(hào)B01J19/00GK201543422SQ20092024632
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者丁福臣, 呂濤, 李峰, 翟彥青, 蔣力培, 趙杰 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院