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迄今為止國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)微反應(yīng)器已進(jìn)行了廣泛的研究,對(duì)它的原理和特性有了較好的認(rèn)識(shí),且在微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造、集成和放大等方面都取得了可喜的成績(jī)。但是對(duì)它的研究還不夠成熟,傳統(tǒng)的“三傳一反”理論必須進(jìn)行修正、補(bǔ)充和創(chuàng)新,反應(yīng)的一些原理還沒(méi)有探討清楚,還需要大量的工作。另外在它的制造、催化劑的壁載和系統(tǒng)的自動(dòng)控制方面還存在許多技術(shù)難點(diǎn),有必要進(jìn)行微反應(yīng)系統(tǒng)中表面和界面現(xiàn)象、傳遞規(guī)律、反應(yīng)特性和放大集成的深人研究。
21世紀(jì)由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問(wèn)題,使化學(xué)工業(yè)面臨前面沒(méi)有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),由于微反應(yīng)器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點(diǎn),科學(xué)界致力于探索新的反應(yīng)途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保。所以我們有必要相信微反應(yīng)器將在化學(xué)工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。
與傳統(tǒng)化工技術(shù)相比,微化工技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)?
微化工技術(shù)與傳統(tǒng)化工技術(shù)相比,在實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、安全性能、環(huán)保治理、轉(zhuǎn)化率和收率上,都有著大的優(yōu)越性,微化工設(shè)備具有高傳遞速率、可平行放大、安全性高、易于控制等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程的連續(xù)和高度集成的生產(chǎn)要求。
該技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行控制,提高用量配置的準(zhǔn)確性,具有較強(qiáng)可靠性與安全性?;瘜W(xué)反應(yīng)性質(zhì)比較特殊,容易在反應(yīng)中發(fā)生boom,在自由基發(fā)生boom之后,可以有效控制其后果,而部分化學(xué)反應(yīng)的安全性比較低,可以保證其順利進(jìn)行,有利于分布生產(chǎn),化學(xué)原料成本與相關(guān)設(shè)備都比較缺乏,并且對(duì)其有著比較高的要求,要在較短時(shí)間中將其聚齊有著較大難度,而微化工技術(shù)的應(yīng)用可以有效處理該問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)人與自然友好相處的目的,通過(guò)應(yīng)用化工技術(shù),降低化學(xué)成本,減少生產(chǎn)的廢物數(shù)量。
微通道反應(yīng)器行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景
用傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器,反應(yīng)放出的熱量不能及時(shí)的釋放,反應(yīng)溫度不能控制,利用微通道反應(yīng)器能克服釜式反應(yīng)器的缺點(diǎn),如果關(guān)于微反應(yīng)器的這個(gè)預(yù)言是正確的,那么這將是對(duì)化工工藝的一次完全的改革,這種新化工工藝必然會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。
微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)的方式進(jìn)行反應(yīng),對(duì)于反應(yīng)速度很快的化學(xué)反應(yīng),可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)物流速和微通道的長(zhǎng)度,控制它們?cè)诜磻?yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間。
微反應(yīng)器的主要特征
1、大比表面積:強(qiáng)化了傳質(zhì)、傳熱;縮短了擴(kuò)散時(shí)間,實(shí)現(xiàn)流體間的快速均勻混合以及等溫操作;通道內(nèi)作用力主要為:界面張
力,粘性應(yīng)力以及毛細(xì)管力。
2、特別的流動(dòng)行為:流體流動(dòng)通常屬于層流;具有很強(qiáng)的方向性、對(duì)稱性和高度有序性;具有窄的停留時(shí)間分布和均勻的傳質(zhì)過(guò)
程;便于對(duì)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確的理論描述和模擬。
3、催化劑的高通量篩選:催化劑用量少,操作連續(xù),安全;適用于含有毒物質(zhì)、易暴危險(xiǎn)的反應(yīng)。
4.無(wú)放大效應(yīng):通過(guò)集成眾多的反應(yīng)器可以處理大批量的原料;節(jié)省從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到工業(yè)過(guò)程的時(shí)間和成本。