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微反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
(1)可以實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)
微反應(yīng)系統(tǒng)是模塊化的分布系統(tǒng),可根據(jù)市場(chǎng)情況增減通道數(shù)和更換模塊來(lái)調(diào)節(jié)生產(chǎn),具有很高的操作彈性的同時(shí)也可在產(chǎn)品使用地分散加工并就地供應(yīng),從而克服運(yùn)輸和儲(chǔ)存大批有害物質(zhì)的安全難題,另外廢棄物的處理系統(tǒng)也可以模塊化、微型化,并同生產(chǎn)模塊集成在一起同,真正實(shí)現(xiàn)化工廠的小型化和 便攜化,并能按時(shí)按地按需進(jìn)行生產(chǎn)。
(2)促進(jìn)化工綠色智能發(fā)展
利用微加工技術(shù)可將微混合、微反應(yīng)、微換熱、微 分離、微分析等單元操作和與之相匹配的微傳感器、微 閥門等器件集成到一塊控制芯片上,實(shí)現(xiàn)單一反應(yīng)芯片的多功能化操作,從而達(dá)到對(duì)微反應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能控制,提高反應(yīng)速度,同時(shí)節(jié)省反應(yīng)成本。例如可以將混合和停留時(shí)間功能與換熱在同一區(qū)域進(jìn)行集成從而產(chǎn)生額外的反應(yīng)性能。
微通道反應(yīng)器是如何控制反應(yīng)溫度和時(shí)間的
1 物料以比例瞬間均勻混和:在那些對(duì)反應(yīng)物料配比要求很嚴(yán)格的快速反應(yīng)中,如果混合不夠好,就會(huì)出現(xiàn)局部配比過量,導(dǎo)致產(chǎn)生副產(chǎn)物,這一現(xiàn)象在批次反應(yīng)器中很難避免,而微通道反應(yīng)器的反應(yīng)通道一般只有數(shù)十微米,物料可以按配比快速均勻混和,從而避免了副產(chǎn)物的形成。
2 結(jié)構(gòu)保證安全:與間歇式反應(yīng)釜不同,微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)反應(yīng),因此在反應(yīng)器中停留的化學(xué)品數(shù)量總是很少的,即使萬(wàn)一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微通道反應(yīng)器換熱效率極高,即使反應(yīng)突然釋放大量熱量,也可以被迅速導(dǎo)出,從而保證反應(yīng)溫度的穩(wěn)定,減少了發(fā)生安全事故和質(zhì)量事故的可能性。
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
程;便于對(duì)過程進(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)過程的時(shí)間和成本。