微孔反应件、微孔反应器、制造工艺

技术领域

本发明涉及反应器技术领域，尤其涉及一种微孔反应件、微孔反应器、制造工艺。

背景技术

传统反应器一般是将物质放入容器内进行反应，但是一些情况，往往需要对反应的速度进行控制，这是就需要一种新的反应方式。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种微孔反应件、微孔反应器、制造工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微孔反应器，包括反应板，所述反应板设于不同的介质之间；第一反应孔，所述第一反应孔分布于反应板内；第二反应孔，所述第二反应孔设于反应板上，所述第二反应孔贯通反应板设置；所述第一反应孔与第二反应孔连通和/或所述第一反应孔与反应板外连通。

通过上述技术方案，反应板可将两种待反应的介质分隔，通过第二反应孔的贯通设置，介质仅可通过第二反应孔进行反应，进而可以对反应的速度进行控制，同时第一反应孔可以增加介质在反应板内通过时的流动路径，进而增加反应面积。此外，第一反应孔与第二反应孔的组合可增加介质的流动阻力，提升对反应速度的控制精度。

进一步，所述第一反应孔和第二反应孔表面上设有催化剂，所述催化剂适于与穿过第一反应孔或第二反应孔的介质发生反应。

进一步，所述第二反应孔在反应板上的孔隙率为5-50％，所述第二反应孔在反应板上的孔隙率与介质穿过反应板的流量成正比。

进一步，所述第二反应孔的周向尺寸沿反应板的厚度方向逐渐减小。

进一步，所述第一反应孔通过造孔剂生成，所述第二反应孔通过模具制成。

进一步，所述第二反应孔的侧壁为锥形面、曲面或多段面。

进一步，所述第二反应孔的一端沿自身轴向的投影为圆形、椭圆形或多边形。

进一步，所述第二反应孔的尺寸范围为0.001-1um，。

进一步，所述反应板水平设置、竖直设置或倾斜设置。

进一步，所述第二反应孔沿第一方向均匀阵列有多组，每组所述第二反应孔沿第二方向均匀阵列有多个，每组所述第二反应孔第二方向错开设置。

进一步，所述反应板为片状，所述反应板沿竖直平面方向的截面形状包括圆形、椭圆形或多边形。

一种微孔反应器，包括上述的微孔反应件，还包括第一反应容器，所述反应板设于反应腔内，以将第一反应容器的内部空间的分隔为第一腔体和第二腔体。

进一步，所述第一反应容器沿水平面方向的截面形状包括圆形、椭圆形或多边形。

一种微孔反应器，基于上述的微孔反应件，包括第二反应容器，所述第二反应容器上至少一面采用反应板，所述第二反应容器内设有容纳腔。

进一步，所述第二反应容器为环状，所述第二反应容器沿水平面方向的截面形状包括圆形、椭圆形或多边形。

一种微孔反应件制造工艺，基于上述的微孔反应件，包括如下步骤：

S1、将造孔剂加入陶瓷原料内，并进行混合；

S2、将混合有造孔剂的陶瓷原料注入在模具内，并压铸成型，得到微孔反应件；

S3、对微孔反应件进行烧制，使得造孔剂燃烧，形成第一反应孔。

进一步，所述模具上设有成形针，脱模时，所述成形针所在位置形成第二反应孔。

进一步，所述成形针的周向尺寸沿自身朝向模具的方向逐渐增大。

进一步，所述陶瓷材料包括氧化铝、氧化锆、莫来石、堇青石、二氧化钛、赛隆(sialon)、碳、碳化硅、氮化硅、尖晶石、铝酸镍、钛酸铝、磷酸钙中的一种或多种。

进一步，所述造孔剂包括有机纤维或碳纤维。

进一步，还包括如下步骤：

S4、对微孔反应件进行打磨，以获得符合尺寸要求的第二反应孔。

本发明的有益效果是，

1、反应板可将两种待反应的介质分隔，通过第二反应孔的贯通设置，介质可通过第二反应孔进行反应，进而可以对反应的速度进行控制，同时第二反应孔可以增加介质在反应板内通过时的流动路径，进而增加反应面积，同时可增加介质的流动阻力，进一步提升对反应速度的控制精度；

2、通过将催化剂设于第一反应孔和第二反应孔的表面，便于增加催化剂的负载，进而增加介质与催化剂的反应面积，提升催化效率与效果。

3、通过成形针形状的设置，能够获取不同形状的第二反应孔，进而获取不同的反应效果，提升通用性。

4、因第二反应孔的尺寸是沿反应板的厚度方向逐渐变化的，故通过对微孔反应件的打磨，可获取不同尺寸的第二反应孔，获得不同的反应速度，进而适应不同的应用场合。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中体现微孔反应器整体的结构示意图。

图2是本发明中体现第二反应孔的一端沿自身轴向的投影为圆形的结构示意图。

图3是本发明中体现第二反应孔的一端沿自身轴向的投影为椭圆形的结构示意图。

图4是的本发明中体现第二反应孔的一端沿自身轴向的投影为六边形的结构示意图。

图5是本发明中体现微孔侧壁为锥面的结构示意图。

图6是本发明中体现微孔侧壁为圆弧面的结构示意图。

图7是本发明中体现微孔侧壁为多段面的结构示意图。

图8是本发明中体现反应板在第一反应容器水平设置的结构示意图。

图9是本发明中体现反应板在第一反应容器内竖直设置的结构示意图。

图10是本发明中体现反应板沿竖直方向的投影是波浪形的结构示意图。

图11是本发明中体现反应板沿竖直方向的投影是多段线形的结构示意图。

图12是本发明中体现第二反应容器的结构示意图。

图13是本发明中体现第二反应容器整体为环状的结构示意图。

图14是本发明中体现模具和成形针的结构示意图。

图中:1、反应板；11、第一反应孔；12、第二反应孔；2、第一反应容器；3、第二反应容器；31、容纳腔；4、模具；41、成形针。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

第一方面，本发明公开一种微孔反应器。

参照图1，一种微孔反应器包括反应板1，反应板1适于设于不同的介质之间，并将不同的介质分隔开来。反应板1上设有第一反应孔11和第二反应孔12，第二反应孔12沿反应板1的厚度方向贯通反应板1设置。第一反应孔11与第二反应孔12连通和/或第一反应孔11与反应板1外连通，即第一反应孔11可以仅与第二反应孔12连通；第一反应孔11也可以一端贯通反应板1的一侧，另一端与第二反应孔12连通；第一反应孔11还可以一端贯通反应板1的一侧，另一端贯通反应板1的另一侧；第一反应孔11还可以在自身两端分别贯通反应板1两侧的同时，与第二反应孔12连通。

反应板1可将两种待反应的介质分隔，通过第二反应孔12的贯通设置，介质仅可通过第二反应孔12进行反应，进而可以对反应的速度进行控制，同时第一反应孔11可以增加介质在反应板1内通过时的流动路径，进而增加反应面积，同时也会增加一定的反应效率。此外，第一反应孔11与第二反应孔12的组合可增加介质的流动阻力，提升对反应速度的控制精度。

第一反应孔11和第二反应孔12表面上设有催化剂，催化剂适于与穿过第一反应孔11或第二反应孔12的介质发生反应。如当穿过第一反应孔11或第二反应孔12的介质是空气时，催化剂可以是铂、锰酸锶澜、纳米石墨烯、纳米碳化硅、纳米二氧化钛中的一种或多种，便于分离出氧原子。

第二反应孔12在反应板1上的孔隙率为5-50％，优选为10-30％。第二反应孔12在反应板1上的孔隙率与介质穿过反应板1的流量成正比，即孔隙率越大，则介质在相同时间内能够穿过反应板1的流量就越大。

第二反应孔12的周向尺寸沿反应板1的厚度方向逐渐减小。

第一反应孔11通过造孔剂生成，便于快速生成具有第一反应孔11。因第一反应孔11通过造孔剂生成，故形状往往不规则，即可能具备不同的形状，且这些形状并不固定。第二反应孔12通过模具4制成，便于控制第二反应孔12的尺寸。

参照图2至图4，第二反应孔12的一端沿自身轴向的投影为圆形、椭圆形或多边形，多边形可以是四边形或六边形等。

参照图5至图7，第二反应孔12的侧壁为锥形面、曲面或多段面。

第二反应孔12的尺寸范围可以为0.001-1um，优选为0.01-1um，便于适应一些化学物质的反应，同时阻止介质的混合。

反应板1可以水平设置、竖直设置或倾斜设置，以便适应不同的使用场合。

第二反应孔12在反应板1上排列时，第二反应孔12可以沿第一方向均匀阵列有多组，每组第二反应孔12沿第二方向均匀阵列有多个，每组第二反应孔12第二方向错开设置。

反应板1为片状，且当反应板1水平设置时，反应板1沿竖直平面方向的截面形状可以包括圆形、椭圆形或多边形。

第二方面，本发明公开一种微孔反应器。

参照图8，一种微孔反应器包括上述的微孔反应件和第一反应容器2，反应板1设于反应腔内，以将第一反应容器2的内部空间的分隔为第一腔体和第二腔体。

第一反应容器2沿水平面方向的截面形状包括圆形、椭圆形或多边形。

参照图8和图9，反应板1可以水平设置或竖直设置于第一反应容器2内。

参照图10和图11，当反应板1竖直设置与第一反应容器2内时，反应板1沿竖直方向的投影可以是波浪形，也可以是多段线形，便于增加介质反应面积。

第三方面，本发明公开另一种微孔反应器。

参照图12，一种微孔反应器包括上述的微孔反应件和第二反应容器3，第二反应容器3上至少一面采用反应板1，第二反应容器3内设有容纳腔31。使用时，可以第二反应容器3放置于另一个容器内，在容纳腔31内通入一种介质，在另一个容器内通入另一种介质，第一反应容器2也可以和第二反应容器3结合使用。

参照图13，第二反应容器3可以整体为环状，使得第二反应容器3的内侧和外侧均设置介质。第二反应容器3沿水平面方向的截面形状包括圆形、椭圆形或多边形，多边形可以是四边形或六边形等。

第四方面，本发明公开一种微孔反应件制造工艺。

一种微孔反应件制造工艺，基于上述的微孔反应件，包括如下步骤：

S1、将造孔剂加入陶瓷原料内，并进行混合，形成混合有造孔剂的陶瓷原料。

S2、将混合有造孔剂的陶瓷原料注入在模具4内，并压铸成型，得到微孔反应件。参照图14，模具4具有两部分，其中一部分模具4上固定连接有成形针41，脱模时，成形针41所在位置形成第二反应孔12。成形针41的周向尺寸沿自身朝向用于固定自身的模具4的方向逐渐增大，以便形成的第二反应孔12的周向尺寸沿反应板1的厚度方向逐渐减小。

S3、对微孔反应件进行烧制，使得造孔剂燃烧，当造孔剂消失后，造孔剂原先所在的位置形成第一反应孔11。

S4、对反应板1沿第二反应孔12轴向的一侧进行打磨，以获得符合尺寸要求的第二反应孔12。因第二反应孔12的周向尺寸沿反应板1的厚度方向逐渐减小，故打磨反应板1可获得不同周向尺寸的第二反应孔12，进而控制反应板1两侧介质的反应速度。

陶瓷材料可以是包括氧化铝、氧化锆、莫来石、堇青石、二氧化钛、赛隆(sialon)、碳、碳化硅、氮化硅、尖晶石、铝酸镍、钛酸铝、磷酸钙中的一种或多种。

造孔剂可以包括有机纤维或碳纤维。

相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。