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                微通道反應器實現高效快速的混合
                點擊次數:203 發布時間:2022-03-10
                  微通道反應器根據加工條件不同,可以利用玻璃、硅片、石英、含氟聚合物、金屬以及陶瓷等原材料,采用蝕刻、光刻和機械加工等制作工藝技術加工而成,其通道的直徑一般在微米或毫米級,遠遠小于傳統管道式反應器的特征尺寸。但是該尺寸對于分子水平的反應而言仍然較大,所以利用微反應器并不能改變反應機理和本征動力學特性,而是通過改變流體的傳熱、傳質及流動特性進而強化化工過程的。
                  反應器是具有特定微結構的反應設備,微結構是微反應器的核心,可以根據微結構的不同種類設計出不同形式的微反應器。在微反應器設計和制作中,有簡單地將兩種反應物混合生成一種產物的管式結構,也有集成了注射、混合、淬滅、結晶、萃取、封裝和相分離等更為復雜的多功能復合式結構的微反應器。微反應器的要求其抗腐蝕、耐高溫(200℃)、耐高壓(100bar)等性能,適用于多種化學反應,具有較高的換熱和傳質性能。對于連續化工而言,不僅要求其具有高效的傳質傳熱、超高通量、耐高溫高壓等特點,還具備連續封閉、快速可控、放大簡單、機械連接易于拆裝維護的優點,為化工過程提供一項重要途徑。
                  微通道反應器結構簡單,適用于沉淀反應和懸浮液。在該反應器中,通過簡單地“浸入”反應器,通過外部恒溫器調節溫度,這避免了供應線中的損失,并且可以實現溫度,是一種借助于精密擴散結合技術,以固體基質制造的含有較小通道尺寸和結構的可用于化學反應的三維結構元件,反應介質在反應層通道中流動并在通道中完成所要求的反應,換熱介質分布在反應層的兩側提供反應所需溫度。
                  微通道反應器具有微結構元素的連續流動反應器已經在實驗室工藝研究和開發以及中試規模生產中占據了一席之地。在精細化學和藥物生產中,中試規模通常也是生產規模,然而散裝化學品則以更大規模生產。在這里,微結構設備的應用仍然很少,但對于氣相工藝,首先應用已經被報道。微反應器構成一個受限制的連續操作系統,在微小的,高度適應的通道中進行復雜的化學反應,從而改善工藝條件?;瘜W和生物化學轉化可以在顯著增強的混合和傳熱的情況下進行,并且可以控制停留時間。
                  反應器優良的傳熱性能是微結構通道的一個主要優點,因為表面積與體積比高,體積小,可用于處理高熱放熱反應或溫度敏感材料。這一論點經常被擴展到關于等溫反應器操作和反應器固有安全性的陳述。復雜微結構通道具有彎曲曲線、波紋壁或反復收縮和分流通道單元,在中等流速下產生二次流結構,從而實現高效快速的混合。進入反應器板內微通道的流體通過接觸元件、多個混合和停留通道元件,每個元件都有單獨的設計。
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