專利名稱：可拆卸層疊式微型反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微型反應器，尤其是采用金屬薄板芯片可拆卸層疊式結構的
微型化學反應器。
背景技術：
傳統的反應器體積大且燃料處理過程中存在著資源浪費，易燃易爆等現象。將反 應器微型化處理，使得微通道內的傳熱、傳質和催化反應速率得到大幅提高，這種采用微通 道平板層疊結構遠大于傳統固定床填料結構的比表面積，使得微通道結構化學反應器比相 同容量的常規尺寸固定床結構化學反應器體積縮小80%以上；此外，由于微通道結構反應 器體積小，微流體介質在微通道內不會發生燃燒爆炸等現象，有效地抑制了火焰的擴展。因 此，設計一種能量效率高，便攜性能好，易于放大，便于拆卸安裝的金屬薄板芯片結構的微 型化學反應器是十分必要的。
發明內容根據背景技術所述，本實用新型目的在于避免上述不足，提供一種將單片或多片 負載化學反應催化劑的微通道金屬薄片封裝在一個可拆卸式的微型反應器內，只需在進口 接入原料，經過該微型反應器后，出口即可獲得相應產物，而整個反應器體積小，結構緊湊、 反應溫度可遠程監控的可拆卸層疊式微型反應器。 為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的 —種可拆卸層疊式微型反應器，主要由進料蓋板(l)，微通道芯片(2)、出料蓋板 (3)、進料密封片(4)和微型溫度傳感器(6)組成，其中進料蓋板(1)上設置有外熱源加熱 孔(1D、進料接管螺孔(12)、螺栓孔(13)和定位銷孔(14);微通道芯片(2)單面上設置至 少4條等長、迂回曲折的微通道(21)和進料孔(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);進料密封片(4)上設置傳感器放置槽(41)、定位銷 孔(42)、密封槽(43)和進料口 (44);總體裝配時進料密封片(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，并通過螺栓(7)和螺母(8)緊固連接，構成一個單元的微型反應器。 所述的微通道芯片(2)上設置的微通道，其寬度為300iim 500iim，深度為 200 ii m 500 ii m。 所述的微通道芯片(2)上按照化學反應工藝要求涂敷或沉積不同的催化劑。 所述的進料密封片(4)和出料蓋板(3)之間層疊放置多片微通道芯片(2)，構成多 單元可拆卸層疊式微型反應器。 由于采用了上述技術方案，本實用新型具有以下優點和效果 1、本實用新型反應器體積小，拆裝方便，便于移動式使用，而且環保性能好。[0011] 2、本實用新型能力密度高、結構簡單緊湊，造價低廉，結構形式易于放大。
圖1為本實用新型結構總體分解示意圖 圖2為本實用新型進料蓋板結構示意圖 圖3為本實用新型微通道芯片示意圖 圖4為本實用新型出料蓋板結構示意圖 圖5為本實用新型進料密封片示意圖 圖6為本實用新型結構總體示意圖
具體實施方式由圖1至圖6示出， 一種可拆卸層疊式微型反應器，主要由進料蓋板1 ，微通道芯片 2、出料蓋板3、進料密封片4和微型溫度傳感器6組成，其中進料蓋板1上設置有外熱源 加熱孔11、進料接管螺孔12、螺栓孔13和定位銷孔14 ;微通道芯片2單面上設置至少4條 等長、迂回曲折的微通道21和進料孔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 ;進料密封片4上設置傳感器放置槽41、定位銷孔42、密封槽43和進料口 44 ;總體裝 配時進料密封片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，并通過螺栓7和螺母8緊固連接，構成一個單元的微型反應器。 另知，微通道芯片2上按照化學反應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反應時間較長的反應過程，微通道芯片2和進料密封片4采 用厚度為lmm金屬薄板。 進料蓋板1和出料蓋板3采用不銹鋼材料；微通道芯片2和進料密封片4采用便
于化學反應催化劑涂敷和沉積，同時又不參加化學反應的金屬薄板材料。 微通道芯片2上的迂回曲折的通道形狀須為偶數對應等長布置，保證微流體均勻
流動，化學反應時既沒有局部熱點也有效避免短路問題。 微型反應器中，可將多片微通道芯片2層疊放置，即并聯放大，多片使用即可實現 化學反應放大，螺栓螺母的可拆卸連接結構使得整個反應器可重復利用，有效避免了浪費 現象。 微通道芯片2內的微通道是層疊結構內進行反應和換熱的區域，在燃料處理系統 中引入微通道陣列，有效強化了質量和熱量傳遞過程，并且大大提高流體與通道接觸的比 表面積，提高反應速率，減小了系統體積。 另外，在反應器中放置微型溫度傳感器6便于遠程監控微型反應器內的溫度。
權利要求一種可拆卸層疊式微型反應器，主要由進料蓋板(1)，微通道芯片(2)、出料蓋板(3)、進料密封片(4)和微型溫度傳感器(6)組成，其特征在于進料蓋板(1)上設置有外熱源加熱孔(11)、進料接管螺孔(12)、螺栓孔(13)和定位銷孔(14)；微通道芯片(2)單面上設置至少4條等長、迂回曲折的微通道(21)和進料孔(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)；進料密封片(4)上設置傳感器放置槽(41)、定位銷孔(42)、密封槽(43)和進料口(44)；總體裝配時進料密封片(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，并通過螺栓(7)和螺母(8)緊固連接，構成一個單元的微型反應器。
2. 根據權利要求1所述的可拆卸層疊式微型反應器，其特征在于所述的微通道芯片 (2)上設置的微通道，其寬度為300 ii m 500 y m，深度為200 y m 500 y m。
3. 根據權利要求1所述的可拆卸層疊式微型反應器，其特征在于所述的微通道芯片 (2)上按照化學反應工藝要求涂敷或沉積不同的催化劑。
4. 根據權利要求1所述的可拆卸層疊式微型反應器，其特征在于所述的進料密封片(4) 和出料蓋板(3)之間層疊放置多片微通道芯片(2)，構成多單元可拆卸層疊式微型反應 器。
專利摘要一種可拆卸層疊式微型反應器，主要由進料蓋板(1)，微通道芯片(2)、出料蓋板(3)、進料密封片(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；進料蓋板(1)，進料密封片(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，并通過螺栓(7)和螺母(8)緊固連接，構成一個單元的微型反應器，可將多片微通道芯片(2)層疊放置，構成多單元可拆卸層疊式微型反應器；在進料密封片(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)，遠程監控微型反應器內的溫度。本實用新型能量效率高，便攜性能好，結構簡單、緊湊，小巧，造價低廉，結構形式易于放大，便于試驗過程重復拆裝使用。
文檔編號B01J19/00GK201543422SQ20092024632
公開日2010年8月11日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者丁福臣, 呂濤, 李峰, 翟彥青, 蔣力培, 趙杰 申請人:北京石油化工學院