一種解決微反應器通道顆粒堵塞的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微反應器，具體地說，涉及一種解決微反應器制備微-納顆粒材料過程中顆粒堵塞的方法。
【背景技術】
[0002]近幾年，微反應器在制備微-納顆粒材料的研宄方面取得了很多成果，具有很大的潛力和應用前景。與常規(guī)合成微-納顆粒材料的方法相比，微反應器合成微-納顆粒材料易于控制和放大，通過方便、精確地調(diào)節(jié)反應參數(shù)可以得到不同形狀、粒徑和粒徑分布的微-納顆粒材料。又由于微反應器制備的微-納顆粒材料的一些特性，使得微反應器在制備高振實密度和粒徑均一的微-納顆粒材料方面有著廣泛的應用前景。但是微通道的堵塞使得微反應器的應用受到限制。
[0003]為解決微通道堵塞問題，國內(nèi)外相關研宄人員進行了如下研宄:
[0004]I)中國發(fā)明專利:一種強化微反應器內(nèi)氣液過程的方法，申請?zhí)?201410109267.4，公開號:CN104162395A，介紹了利用超聲與氣相的空化作用破壞流體中的固體之間的團聚或在微通道壁面的粘附，預防和疏通堵塞。
[0005]2)中國發(fā)明專利:防止連續(xù)反應通道系統(tǒng)堵塞的方法及執(zhí)行該方法的微反應器，申請?zhí)?201080021683.9，公開號:CN102427876A，介紹了采用在工藝流體流動方向進行超聲耦合的方法防止微通道的堵塞。
[0006]3)中國發(fā)明專利:振蕩流微反應器，申請?zhí)?201180064961.3，公開號:CN103328092A，介紹了連接振蕩流設備的微反應器解決微通道堵塞的問題。
[0007]雖然上述研宄一定程度上緩解微通道堵塞的問題，但很難保證微-納顆粒材料在微通道壁上完全沒有沉積，長期使用仍會造成微通道的堵塞，而由于微通道大多是處于密閉空間，后續(xù)也無法對其進行清洗。同時，疊層結構的微反應器制造的復雜性及較高的成本進一步限制了微反應器在微-納顆粒材料制備方面的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述現(xiàn)有技術存在的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種解決微反應器通道顆粒堵塞的方法，采用非疊層結構的微反應器，可進行拆卸清洗，有效防止微反應器通道的堵塞。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的解決微反應器通道顆粒堵塞的方法，包括以下步驟:
[0010]第一步，采用微反應器，所述微反應器包含表面刻有微通道的主體部件，該主體部件外套外殼，外殼內(nèi)表面設有與主體部件外表面的微通道接通的入口和出口通道，在外殼上設置密封部件，將設有微通道的主體部件密封起來，以保證微通道內(nèi)的液體不會泄露，且密封部件與外殼采用可拆卸的連接方式連接；
[0011]較好的，所述主體部件與外殼之間采用過盈配合。
[0012]較好的，為保證主體部件外表面的微通道與外殼上的入口通道和出口通道對準，在主體部件的上端面設置一個定位孔，對應的，在外殼外表面設置一個定位槽，另設有一個U形件，該U形件兩端分別與主體部件上端面的定位孔、外殼外表面的定位槽相配合實現(xiàn)微通道與入口通道、出口通道的準確定位。
[0013]較好的，所述主體部件為圓柱體，所述外殼的上下端面設有上蓋、下蓋作為密封部件，上蓋、下蓋共同將設有微通道的圓柱體密封起來，以保證微通道內(nèi)的液體不會泄露，且上蓋、下蓋與外殼采用可拆卸的連接方式連接。
[0014]較好的，所述主體部件為圓錐體，圓錐體上端設有緊固加壓蓋，以實現(xiàn)對圓錐體的加壓密封作用，緊固加壓蓋與外殼采用可拆卸的方式連接。
[0015]進一步的，在所述圓錐體與所述緊固加壓蓋之間設有壓球，以避免緊固加壓蓋的轉動帶動圓錐體的轉動。
[0016]進一步的，所述外殼與圓錐體之間設有密封圈，以保證微通道內(nèi)的液體不會泄露。
[0017]第二，將兩種或兩種以上的反應物溶液分別自微反應器中不同入口進入微通道，并最終匯聚進入一個微通道進行混合反應。
[0018]較好的，微通道入口數(shù)目和位置根據(jù)要合成的微-納顆粒材料和制備方案而定，通常微通道入口數(shù)目為2-4個。
[0019]第三步，每隔一定時間，拆除外殼上的密封部件，將表面刻有微通道的主體部件從外殼內(nèi)拆卸下來進行清洗。
[0020]較好的，間隔時間可根據(jù)具體要合成的微-納顆粒材料的粘附性和團聚難易程度確定，一般在連續(xù)使用的情況下為30-60天。主體部件的微通道內(nèi)沉積的微-納顆粒通過機械法(鋼絲刷)或酸洗法等方法進行清洗。
[0021]進一步的，本發(fā)明在第二步中，將超聲波或振蕩流耦合進入微通道中的混合反應產(chǎn)物流，以減輕反應產(chǎn)物顆粒的團聚或在微通道表面的沉積粘附。
[0022]較好的，如果采用超聲波耦合，則在混合反應產(chǎn)物流處接入超聲波發(fā)生器，頻率為16?50kHz ;如果采用振蕩流耦合，則在混合反應產(chǎn)物流處接入震動器，流動振蕩的頻率通常為10?10Hz ο
[0023]本發(fā)明采用非疊層結構的微反應器，該反應器可以拆卸下來清洗，同時利用超聲波或振蕩流減輕反應物顆粒的團聚或在微通道表面的沉積粘附，并進一步每隔一定時間對微通道進行清洗可有效地解決微反應器制備微-納顆粒材料過程中微通道的堵塞問題。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果:該方法可有效而徹底地解決微反應器制備微-納顆粒材料過程中微通道的堵塞問題，使得微反應器在制備微-納顆粒材料方面能夠廣泛應用。該方法簡單靈活，是解決微通道堵塞問題較有前途的一種方法。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明一較優(yōu)實施例中采用的圓柱體非疊層結構微反應器裝配剖視圖；
[0026]圖2是本發(fā)明一實施例中采用的圓柱體非疊層結構微反應器沿微通道a、b所在截面剖視圖；
[0027]圖3是本發(fā)明一實施例中采用的圓柱體非疊層結構微反應器沿微通道c所在截面剖視圖；
[0028]圖4、圖5是本發(fā)明一實施例中的圓柱體外表面微通道分布不意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明一較優(yōu)實施例中采用的圓柱體非疊層結構微反應器安裝時定位示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明一較優(yōu)實施例采用的圓柱體非疊層結構微反應器的爆炸分解圖；
[0031]圖1-7中:11.上蓋，12.外殼，13.表面刻有微通道的圓柱體，14.下蓋，U形件15。
[0032]圖8是本發(fā)明一實施例中采用的錐形非疊層結構微反應器裝配剖視圖；
[0033]圖9是本發(fā)明一實施例中采用的錐形非疊層結構微反應器沿微通道a、b所在截面剖視圖；
[0034]圖10是本發(fā)明一實施例中采用的錐形非疊層結構微反應器沿微通道c所在截面剖視圖；
[0035]圖11，圖12是本發(fā)明一實施例中圓錐體外表面微通道分布不意圖；
[0036]圖13是本發(fā)明一實施例中采用的錐體非疊層結構微反應器安裝時定位示意圖；
[0037]圖14為本發(fā)明一實施例中采用的圓錐體非疊層結構微反應器的爆炸分解圖；
[0038]圖8-14中:21.緊固加壓蓋，22.外殼，23.圓錐體，24.密封圈，25.壓球，26.U形件。
【具體實施方式】
[0039]以下對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，以下的說明僅為理解本發(fā)明技術方案之用，不用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
[0040]本發(fā)明中涉及的微反應器能拆卸下來進行清洗，其主要包含表面刻有微通道的主體部件，該主體部件外套外殼，外殼內(nèi)表面設有與主體部件外表面的微通道接通的入口和出口通道，在外殼上設置密封部件，將設有微通道的主體部件密封起來，以保證微通道內(nèi)的液體不會泄露，且密封部件與外殼采用可拆卸的連接方式連接。
[0041]作為一個優(yōu)選實施方式，如圖1-7所示，為