近年來(lái),微反應(yīng)器技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)規(guī)模上影響化學(xué)加工的概念,這一點(diǎn)越來(lái)越明顯。在過(guò)去的幾年里,實(shí)驗(yàn)室研究人員已經(jīng)收集到證據(jù),微化工設(shè)備,證明微反應(yīng)器技術(shù)可以成功地應(yīng)用于幾乎所有的有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域。這項(xiàng)新技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是更高的產(chǎn)率和選擇性,更有效地利用資源(對(duì)環(huán)境友好)和更強(qiáng)大的反應(yīng)控制(避免boom,使等溫線反應(yīng)控制成為可能)。這就打開(kāi)了通向優(yōu)雅的組合反應(yīng)器布置的通道,包括在線分析設(shè)備或涂有多相催化劑的微通道,同時(shí)大限度地利用了微反應(yīng)器增強(qiáng)的表面體積比。
“微反應(yīng)器”從本質(zhì)上講是一種連續(xù)流動(dòng)的管道式反應(yīng)器;反應(yīng)器中的微通道利用精i密加工工藝制造而成。由于微反應(yīng)器內(nèi)工藝流體的通道尺寸非常小,相對(duì)于常規(guī)管式反應(yīng)器而言,其比表面積體積比非常大(可達(dá)10000~50000㎡/m3)。因此微反應(yīng)器具有極高的混合效率(毫秒級(jí)范圍實(shí)現(xiàn)徑向完全混合)、極強(qiáng)的換熱能力(傳熱系數(shù)可達(dá)25000W/(㎡·K))和極窄的停留時(shí)間分布(幾乎無(wú)返混,基本接近了平推流)。
微反應(yīng)器技術(shù)的硬件設(shè)備配備
硬件部分包括微反應(yīng)器設(shè)備和配套設(shè)備。微反應(yīng)器設(shè)備從材質(zhì)的角度可分為金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)、碳化硅材質(zhì),從通道設(shè)計(jì)的角度可分為簡(jiǎn)單通道和復(fù)雜通道。怎么樣去評(píng)價(jià)一款微反應(yīng)器?
① 傳質(zhì)性能。傳質(zhì)性能受到通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、流速范圍、停留時(shí)間分布、壓力降等因素影響。
② 傳熱性能。微反應(yīng)器是一種換熱能力很強(qiáng)的技術(shù)裝備,其換熱能力受流速、溫差、材質(zhì)、換熱介質(zhì)等因素影響。
③ 放大的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)室研發(fā)型微反應(yīng)器到工業(yè)化微反應(yīng)器應(yīng)當(dāng)保持比較好的傳質(zhì)、傳熱、停留時(shí)間一致性。
④ 材質(zhì)和加工,設(shè)備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應(yīng)當(dāng)與具體的工況相匹配。
配套設(shè)備對(duì)于要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化用途來(lái)講同樣重要。微反應(yīng)器配套包括進(jìn)料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測(cè)裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中,動(dòng)部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設(shè)計(jì)等都需要認(rèn)真考量。
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