TW201114482A - Honeycomb mixer - Google Patents

Description

201114482 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於蜂巢體反應器或熱交換器，以及特別是 關於該蜂巢體反應器或熱交換器，提供加強流體通過其中 之混合，以及關於形成該裝置之方法。 【先前技術】 我們已根據蜂巢體單體的技術提出各種製造低成本連 續流化學反應器或熱交換器的技術，譬如在PCT公告專利編 號W02008121390中所說明，該專利已讓渡給本案申請人。 【發明内容】 依據本說明一項實施範例，蜂巢體反應器或熱交換器 12包括具有多個巢室22, 24的蜂巢體2〇，從第一端14沿著共 同的方向平行延伸到第二端16，巢室以壁板23分隔蜂巢體 20有一個或多個第一通道28,形成在蜂巢體2〇的第一多個 巢室24内，第一通道28在蜂巢體20内從巢室到巢室橫向延 伸，並且在蜂巢體2〇的側邊18經由埠或孔徑3〇進入。蜂巢 體20也可以當作一組第二通道29,形成在蜂巢體2〇的第二 多個巢室22内，第二通道29從蜂巢體20第一端14的第一巢 室開口 31a延伸到蜂巢體2〇第二端16的第二巢室開口 31b。 第二通道29顯示至少一個s-彎形，從單體20的第一端14開 始延伸到第二端16,然後從那裡彎回到第一端14,再彎回第 二端 16。 本發明其他特性及優點揭示於下列說明，以及部份可 由說明清楚瞭解，或藉由實施下列說明以及申請專利範圍 201114482 以及附圖而明瞭。 【實施方式】 我們已根據蜂巢體單體的技術提出各種製造低成本連 續流化學反應器或熱交換器的技術，譬如在PCT公告專利編 號W02008121390中所說明，該專利已讓渡給本案申請人。 如這裡所顯示圖7的透視圖，和圖8的部份斷面圖中所 不，根據本項說明一般使用型態的反應器12或熱交換器 中，流體沿著一個或多個第一路徑或通道28沿著路徑或通 道28流動界定在蜂巢體單體2〇的多個典型公釐尺寸的管道 24内，其中管道24 -般在兩端是以柱塞或阻塞材料洸封閉 的。管道24之間經選擇的壁板比較低，如同在圖8 中所見的（這裡賊面中間隔的壁板為較低、 柱塞26或連續的阻塞材料26和低壁板32的頂部/底部 之間留有-個。這可在蜂巢體單體2()内形成較長，相 當大體積的蜿蜒式流體通道28,如圖8所見。 第一通道28可經由蜂巢體單體侧面的存取埠或孔徑3〇 進^。一般而言，熱交換流體是經由很多開放式公釐尺; 的管道22,以平行於突出的方向流動。 土山^使低壁板32藉由貫人機械加卫方式降低到單體20的 遠端，就可產生高縱橫比的通道28,可以從多個槔3〇進入， 如圖9斷面中所示。也可以使用圖8和9兩種極端之間的變 化’.譬如沿著—伽上平行的蜂單體巢室的婉蜒 式通道。這種通道說明於先前提及的PCT公告專利編號wo 2008121λί)η〇 利、賊 wu 201114482 柱塞26或連續的阻塞材料26可採用各種形式包括燒 結的柱塞_塞材料26，—般假定是有點像圖9底部所示儿 的形狀，或其他包括魏_旨或其他聚合物材料和其他材 料的其他形式，產生如圖9 所示有點正謂的桂 阻塞材料26。 土 一個或多個第—路徑或通道28的形狀在垂直單體2〇巢 室方向的平面上，可採取各種形式，如® HM2的平面圖中 所不。如圖10所示，作為圖7所示直線形狀的另一種選擇， 個或多個第-路徑或通道28在垂直單體2q巢室的平面上 I以疋婉蜒的城。作為另—麵擇，可使關Η所示的 讀形狀，在其巾通道28麵壓出的結構20關分成很多 次通道，然後在離開結構2G之前再連結起來。作為又另一 夕個刀開的通道28可如圖12所示，經由蜂巢體單體 20來界宕。 如以上所提及的，熱交換流體經由很多開放式公楚大 以平行於突出的方向流動。但也有些情況反應 1^1各反應劑的流體最好可以在像圖7開放管道的短 二袢Γ動^尤其是在需要高表面積暴露的高流速和低壓 個第22最好可達到最大的平行可使用一個或多 用熱交換。在需要高速熱交換的情況，可運 像圖12設計的高縱橫比管道，如圖9。 供焊加了在這種高產量，高表面積處理環境内，提 的蜂i體it。、明ΐ地說，要瞭解可提供加強流體混合 或熱交換器12可參考圖j和2,如圖3所示蜂 201114482 巢體 20 内反應器 %你楚-诚u心 蜂巢體20包括多個巢室22， ， &者共同的方向平行延伸到第二端16巢室 ㈣板23分隔。 * hib，果至 反應器12包括’或多個第—通 2。的第-多個軸内，從巢室到巢室橫向二蜂:或 多個的第一通道28可在蜂巢體2〇的側邊18經由璋或孔徑30 進入，如圖7_9所不〇 反應器12包進一步括多個第二通道29,形成在蜂巢體 2〇的第二組巢室22内。第二通道29有兩個不同的實施範例 ‘，、、頁不於圖1和2的橫戴面圖中，圖丨的第二通道 形，圖2的第二通道29有一個半的S-彎形。圖！顯示的第二 通道29型雜應圖3反應器12中的第二通道29型態。 第二通道29從蜂巢體2〇第一端14的第開 延伸到蜂巢㈣第二職的第二巢室開口仙。依;^ 明，其中反應斋型態，第二通道29顯示至少一個 ㈣的第—端u開始延伸到第二端16，然後從那^ 第一端r再彎回第二蠕16，如圖i的第二通道m 器12中的第二通道29。 圃3反應 _也可以使用具有較多個S-彎形的第二通道，譬如圖2 不的第二通道29。更者，雖然可以，但第二通道29不一定= 在-個平面上。譬如圖4和5的平面圖帽示的第 不是在一個平面上。 <道就 在很多應用中，第一巢室開口 31a最好以二維的方 布在整個反應器12蜂巢體20的第一端14,如圖3所/y刀 6 201114482 蜂巢體20最好包括玻璃，玻璃陶瓷，或陶瓷，但如果想 要的話也可使用其他材料。 依據本說明的反應器可以使用在一個以上的模式。第 一種模式是反應劑或含反應劑的流體可以在一個或多個第 一通道28流動，而熱交換流體在第二通道29流動。第二種 模式是反應劑或含反應劑的流體可以在第二通道29流動， 而熱交換流體在一個或多個第一通道28流動。第三種模式 是第一反應劑或含反應劑的流體可以在一個或多個的第一 通道28流動，而第二反應劑或含反應劑的流體可以在第二 通道29流動。 本說明的反應器12也可以用在多階段的反應器1〇,如 圖6的示意透視圖所顯示。依據本說明，多階段的反應器 包括多個反應器12A-12D型態，安排的順序使流體3〇〇從反 應器組12A-12C至少一個第二通道29流出，直接流到下一個 反應器組12B-12D的第二通道29。第二通道29的S-彎形個 數最好從反應器組12A-12C的至少一個到下一個12B-12D有 所改變，而反應器12A-12D的南度Η也可以從反應器乡且12八一 12C的至少一個到下一個12B-12D有所改變。這可允許彈性 §周整流體300内，反應處理的熱交換和混合需求。 並非作為_舰，但是作為—項可能伽，本發明之 方法以及裝置能夠在容易製造非常高流動平行通道（第二 通道29)内提供作為幾乎任何所需要程度之混合。 本文所揭示之裝置及/或使用方法通常有用於進行進 行任何牽賴混合，分離，提煉，結晶，;職或其他處理液體 7 201114482 或液體混合物的製程，包含多相態的液體混合物並且包含 含有亦納入有部份固體之多相態液體混合物的液體或液體 混合物。該處理可包含物理性製程，經定義如製程而可獲 致有機，無機或有機和無機兩者物種之互變的化學性反應， -生物化學性製程或是任何其他形式的處理。可於本揭方 法及/或裝置内進行下列非限制性的反應列表：氧化;還原； 取代;消除;加成聚合;配位基交換;金屬交換及離子交換。 更詳細地說，可於本揭及/或裝置⑽行下列非限制性 列表的任何反應：聚合;絲化;脫絲化;确化;過氧化丨硫 氧化々氧化;氨氧化；氫化;脫氫化;有機金屬反應;貴金屬 化學/均娜侧反應;祕化;额魏丨絲基化；齒化； 脫函化氫化;脫豳化;稀烴盤化;羧基化;脫祕化;胺化；芳 基化;肽搞合;經搭縮合;環合;脫氫環化；醋化;酰胺化;雜環 合成;脫水;醇解;水解;氨解;峻化;酶促合成;縮酮;皂化;異 構化；季錢化；甲酰化;相轉移反應;石夕院化;猜合成;填酸化； 臭氧化;疊氮化學;複分解;石夕氫化;輕合反應；以及酶反應。 【圖式簡單說明】 圖1及2為依據本發明兩個不同實施例第二通道的斷面 圖。 圖3為依據本發明一項實施例之蜂巢體反應器或熱交 換器。 圖4及5為本發明第二通道額外的其他實施例。 圖6為本發明多階反應器之示意透視圖。 圖7顯示出依據本發明所揭示方法改良或採用之反應 201114482 器的透視圖。 圖8以及9為斷面圖，其顯示出圖7反應器之另一内部結 構。 【主要元件符號說明】 - 多階段的反應器10;反應器或熱交換器12;第一端 14;第二端16;側邊18;蜂巢體或單體20;第二組巢室 22;壁板23;第一組巢室24;第一通道28;第二通道29; 槔或孔徑30;第一巢室開口 31a;第二巢室開口 31b;流 體 300。 9

Claims (1)

1. 201114482 七、申請專利範圍 1. 一種蜂巢體反應器或熱交換器12,其提供通過其中流體 加強混合，蜂巢體反應器或熱交換器包括： 具有多個巢室22, 24的蜂巢體20,從第一端14沿著共同的 方向平行延伸到第二端16,巢室以壁板23分隔； 一個或多個第一通道28形成於蜂巢體20第一多個巢室24 内，以及在蜂巢體20内從巢室到巢室橫向延伸，—個或多個 第一通道28經由埠或孔徑30可進入或經由蜂巢體2〇的側邊 18; 多個第二通道形成於蜂巢體20内之第二多個巢室22内 每一第二通道29從蜂巢體20第一端14處第一巢室開口 3la 延伸到蜂巢體2〇第二端16處第二巢室開口 31b; 其中每一第二通道顯示至少一個S-彎形，從單體2〇的第 一端14開始延伸到第二端16,以及從那裡彎回到第一端Η 以及再彎回第二端16。 2·依據申請專利範圍第1項之蜂巢體反應器或熱交換器12， 其中每一第二通道29顯示一個S-彎形。 3.依據申請專利範圍第1項之蜂巢體反應器或熱交換器12, 其中每一第二通道29顯示一個以及一半S-彎形。 4·依據申請專利範圍第1項之蜂巢體反應器或熱交換器12， 其中每一第二通道29顯示二個S-彎形。 5.依據申請專利範圍第1-4項之任何一項蜂巢體反應器或 熱父換器12,其中每一巢室開口 31a分佈於整個蜂巢體20之 第一端14為二維分佈。 201114482 6. ，據:μ專利_第卜5狀任何—項蜂巢體反應器或 熱交換裔12’其中每一第二通道29位於平行於巢室22 24共 同方向之各別平面中。 7. 依射μ專利域第卜6項之任何_項蜂巢體反應器或 熱父換器12’其中蜂巢體包含玻璃玻璃陶瓷，或陶瓷。 8. -種使用申請專利範圍第卜7項任何一項蜂巢體反應器 或熱交換11 12之方法，财法包含軸反細或含有反應 劑之流體於-個❹個第—通道28中，同時流動熱交換流 體於第二通道29中。 9. -種使用申請專利範圍第卜7項任何一項蜂巢體反應器 或熱交換器12之方法，該方法包含流動反應劑或含有反應 劑之流體於第二通道29中，同時流動熱交換流體於一個或 多個第一通道28中。 10. —種使用申請專利範圍第1-7項任何一項蜂巢體反應器 或熱父換器12之方法，該方法包含流動第一反應劑或含有 反應劑之流體於一個或多個第一通道28中，同時流動第二 反應劑或含有反應劑之流體於第二通道29中。 11. 一種包含申請專利範圍第1-7項任何一項多個反應器 12A-12D之多階段反應器1〇,反應器依序地排列使得由反應 器12A-12D之至少一個反應器的第二通道2〇直接地流入反 應器12B-12D之下一個反應器之第二通道29内。 12. 依據申請專利範圍第η項之多階段反應器，其中第二通 道29之S-彎形的數目由反應器12α-12(：之至少一個反應器 至下一個12B-12D有所改變。 201114482 13.依據申請專利範圍第11或12項之多階段反應器，其中反 應器12A-12D的高度Η也可以從反應器組12A-12C的至少一 個到下一個12B-12D有所改變。 12