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目前微反應(yīng)器在化工工藝過程的研究與開發(fā)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,商業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用正日益增多。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括有機(jī)合成過程,微米和納米材料的制備和日用化學(xué)品的生產(chǎn)。在化工生產(chǎn)中,新的Miprowa技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)上萬升的流量。
微反應(yīng)器的微結(jié)構(gòu)大的缺點(diǎn)是固體物料無法通過微通道,如果反應(yīng)中有大量固體產(chǎn)生,微通道極易堵塞,導(dǎo)致生產(chǎn)無法連續(xù)進(jìn)行。
目前這一問題主要是通過改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)來解決。例如拜耳-埃爾費(fèi)爾德微技術(shù)公司開發(fā)的閥式混合器(反應(yīng)器)可以用于快速沉淀反應(yīng),基于這一技術(shù),拜耳公司成功開發(fā)了商業(yè)化生產(chǎn)工藝,用于生產(chǎn)高的性能的微米材料和納米材料。
關(guān)于微通道反應(yīng)器:
將高純氫氣與連續(xù)流動(dòng)的反應(yīng)物在裝有催化劑的微填充床內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng),結(jié)合全流程自動(dòng)控制、在線實(shí)時(shí)檢測(cè)、樣品自動(dòng)采集能功能,讓反應(yīng)變得安全、有效、節(jié)能,實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全,放棄了加氫反應(yīng)釜,放棄了氫氣鋼瓶,反應(yīng)壓力:0-10Mpa,反應(yīng)溫度:室溫-200℃,快速條件篩選,公斤級(jí)生產(chǎn),全自動(dòng)氣液分離,可視智能化控制軟件,工藝條件可直接放大至千噸級(jí)。
通過流體微團(tuán)的介觀粘性變形和分子擴(kuò)散可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物料間的快速微觀混合;微通道反應(yīng)器具有大的比表面積,流體與器壁間有充分的接觸面積,故而使換熱效率提高,可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程中的原位有效換熱;再者通道內(nèi)微小的持液量使得反應(yīng)器具有明顯的安全性能。
微通道反應(yīng)器是如何控制反應(yīng)溫度和時(shí)間的
微通道反應(yīng)器,利用precise加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應(yīng)器,微通道反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級(jí)別,而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微通道反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。它可以控制反應(yīng)溫度和時(shí)間。
怎么樣去評(píng)價(jià)一款微反應(yīng)器?主要從以下四個(gè)方面:
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。