本发明属于化工，尤其涉及一种具有高效流体混合能力的微通道结构。
背景技术：
1、微通道反应器中进行光催化降解有机污染物反应的研究已经成为化学领域中新的研究热点，同常规反应容器中进行的化学反应相比，微通道反应器中微通道宽度和深度比较小，一般为几十到几百微米，使反应物在流动过程中短时间内即可充分混合。目前已有若干用于光微流体化学反应微通道反应结构，例如较为经典的cn109647307a公开的“心形”以及cn208389988u公开的“岛屿形”通道结构等。这些流道部分具有较好的传质作用，但是在通道的部分位置，因为内部的结构限制或其他一些原因,这些通道在混合方面会出现一些混合死区,使得在死区内的反应物难以充分混合，从而使集中物质没有反应完全，而且如果物料不能有效混合时，也容易造成材料的浪费，从而使得整体微反应对污染物的降解率较低。
2、通常连续流微通道反应有多种类型，如氧化、硝化、磺酰氯化等，反应介质类型有液液反应和气液反应。传统的反应器在液液反应和气液反应过程中，容易产生气泡聚并、气泡大小不均，气液传质效果差等问题，使化学反应周期较长，安全性较低。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的种种缺失，本申请的目的在于提供一种具有更高效流体混合能力的微通道结构，用以解决现有技术中存在的容易产生气泡聚并、大小不均以及气液传质效果差等问题。
2、为了实现上述目的及其他相关目的，本申请提出了一种具有高效流体混合能力的微通道结构，包括依次连接的流体入口通道、多列反应通道和流体出口通道，多列反应通道之间通过连接流路串联连接，其特征在于，所述反应通道包括多个首尾相连的基元结构，所述基元结构沿中心轴对称，所述基元结构沿第一流道方向依序连接有：对称设置的分割导流段、对称设置的两个扩散段、混合段和整流段，相邻所述基元结构的分割导流段及整流段相互连通。
3、在本申请提供的实施方式中，所述分割导流段包括位于流道中央的尖形分隔部，以及位于分隔部两侧的两个导流部，所述分隔部用于将流体分割成两份分别流入两侧的所述导流部中，两个所述导流部分别连通位于中心轴两侧的扩散段中。
4、在本申请提供的实施方式中，所述分割导流段的形状为船锚形。
5、在本申请提供的实施方式中，所述扩散段的形状为耳廓型，所述扩散段的中段直径宽于两端直径，边缘呈均匀过渡的弧形。
6、在本申请提供的实施方式中，还包括：位于所述扩散段两端的流道内的凸点，所述凸点用以使流经所述扩散段两端的流体形成涡街。
7、在本申请提供的实施方式中，所述混合段朝向所述分割导流段的第一侧呈向所述分割导流段弯曲弧形，第一侧用以顺应来自所述扩算段的流体流向使其在所述混合段内对撞混合；所述混合段朝向所述整流段的第二侧呈收缩的漏斗形，第二侧使混合后的流体进入所述整流段。
8、在本申请提供的实施方式中，所述整流段的形状为圆形。
9、本发明的有益效果：
10、多列反应通道平行设置于微通道芯片的结构中，经流体入口通道或者前端基元结构流入的流体沿第一方向首先流入分割导流段中，进入分割导流段中的流体首先被分割成两股流体分别经过导流进入位于两侧的扩散段，在扩散段中产生充分扩散后进入中央的混合段内进行再度混合，直至混合后经整流段流出。流体经过整个基元结构的过程中依次经过一分二、二合一，达到冲击、混合、再进入下一循环的作用，解决混合不均匀和反应不充分的问题。
11、在微流体反应过程中会产生一定压降。如果压降过大，管道压力会受限于液体输送泵的最大压力，多个设备串联需要很大的驱动力才能正常工作，从而降低产率，增加能耗。本发明的通道基元结构有利于减小压降，在同一种液体输送泵的液体下，可以负荷的设备量是同类产品的10倍。
12、在本申请基元结构整体呈现中国结型或蝙蝠型，经过上述基元结构的流体够得到充分的混合，且每个基元结构的持液量比其他同类产品更高。通过实验证明，在经过一个通道基元结构之后，混合效果是其他同类产品的2倍以上，经过4-5个基元结构循环后就可实现充分的均匀混合。
13、关于构成本申请所述的微通道结构的通道芯片，对材料性能要求比较高，需要有较好的强度、刚度和耐腐蚀性能，通常选择制造通道芯片的材料有不锈钢316、不锈钢316l、哈氏合金或聚四氟等，可根据不同的化学反应需求定制。
1.一种具有高效流体混合能力的微通道结构，包括依次连接的流体入口通道、多列反应通道和流体出口通道，多列反应通道之间通过连接流路串联连接，其特征在于，所述反应通道包括多个首尾相连的基元结构，所述基元结构沿中心轴对称，所述基元结构沿第一流道方向分为四个区域，依序连接顺序为：对称设置的分割导流段、对称设置的两个扩散段、混合段和整流段，相邻所述基元结构的分割导流段及整流段相互连通。
2.根据权利要求1所述的具有高效流体混合能力的微通道结构，其特征在于，所述分割导流段包括位于流道中央的尖形分隔部，以及位于分隔部两侧的两个导流部，所述分隔部用于将流体分割成两份分别流入两侧的所述导流部中，两个所述导流部分别连通位于中心轴两侧的扩散段中。
3.根据权利要求1所述的具有高效流体混合能力的微通道结构，所述分割导流段的形状为船锚形，包含导流段入口和导流段冲击处，其特征在于，所述分割导流段的入口侧壁为直线状，作用在于将从上一流道基元中的反应流体汇流导入该流道基元；所述导流段冲击处为w形，作用在于在尖峰处将反应流体平均分为两股，分别流向左右两个流道的下一区域。
4.根据权利要求1所述的具有高效流体混合能力的微通道结构，其特征在于，所述扩散段的形状为耳廓型，扩散段的两端处有圆角形边缘的凸点，作用在于使分成两股的流体，分别在左右对称的两个圆角形边缘的凸点处旋转交混形成涡街；所述扩散段的中段区域直径宽于两端直径，边缘呈均匀过渡的弧形，作用在于使分成两股的流体，分别在左右对称的均匀过渡弧形边缘通道处形成扩散，扩散之后再次在下一个凸点处发生二次交混形成涡街。
5.根据权利要求1所述的具有高效流体混合能力的微通道结构，其特征在于，所述混合段的形状呈蘑菇状，朝向所述分割导流段的圆弧形区域，作用在于顺应来自所述扩散段的流体流向，使其形成涡街后从凸点处流出，在所述在蘑菇状圆弧区域对撞混合，所述混合段朝向所述整流段的漏斗形区域，作用在于使混合后的流体进入所述整流段。
6.根据权利要求1所述的具有高效流体混合能力的微通道结构，其特征在于，所述整流段的形状为圆形，作用在于使流体从所述混合段中汇流之后流入该区域进行整合，再流入下一个基元结构的分割导流段。
