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微化工技術(shù)和微反應(yīng)器
微反應(yīng)器內(nèi)部流體的流動或分散尺度在1μm到1 mm之間,稱為微流體。微流體相對于常規(guī)尺度的流體在傳遞特性、安全性以及可控性等方面都有很大優(yōu)勢。
微反應(yīng)器的類型
1、微反應(yīng)器有很多種類型:按照反應(yīng)相態(tài)不同,分為氣固相微反應(yīng)器、氣液相微反應(yīng)器、 液液相微反應(yīng)器和氣液固相微反應(yīng)器;
2、按照操作方式不同,分為連續(xù)微反應(yīng)器、半連續(xù)微反應(yīng)器和間歇微反應(yīng)器;
3、按照分析應(yīng)用不同,分為化學(xué)和生物中應(yīng)用的微反應(yīng)器以及化學(xué)工程和化學(xué)中應(yīng)用的微反應(yīng)器;
4、按照用途不同,分為生產(chǎn)用微反應(yīng)器和實驗用微反應(yīng)器。
怎么判斷微反應(yīng)器的適用性呢?
一,物料的流動性。不能說反應(yīng)體系有固體或者黏度比較大的體系一定不適合微反應(yīng)器,但是一定要小心謹(jǐn)慎;
第二,快速反應(yīng)和中速反應(yīng)在微反應(yīng)器中有可能性,但是,動力學(xué)比較慢的反應(yīng)可能不是特別適合微反應(yīng)器。研究表明,微反應(yīng)器適用于精細(xì)化工行業(yè)里面的20%的反應(yīng),這20%對于解決18類重點監(jiān)管的危險工藝來說比例相當(dāng)高。這就是微反應(yīng)器的意義。
微反應(yīng)器的主要特征
1、大比表面積:強化了傳質(zhì)、傳熱;縮短了擴散時間,實現(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、特別的流動行為:流體流動通常屬于層流;具有很強的方向性、對稱性和高度有序性;具有窄的停留時間分布和均勻的傳質(zhì)過
程;便于對過程進(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)、易暴危險的反應(yīng)。
4.無放大效應(yīng):通過集成眾多的反應(yīng)器可以處理大批量的原料;節(jié)省從實驗室研發(fā)到工業(yè)過程的時間和成本。