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微反应器有哪些有特征让选择者入迷?

微反应器是指经微加工、精密加工等技术加工后具有特定微结构的反应设备,微反应器系统是流体的导向传输、继承容器外壳的结构,这些结构成通道、槽或细孔及更大的特征单元(如平平板)并使流体在薄层中流动,而其他结构能使流体多相状态进行间断性微流动。本文主要介绍下微反应器有哪些特性?

一、微反应器特性

1、高效的传热、传质能力

微反应器内的流体比表面积大小可达到104-106m2/m3,传统反应器一般为1000m2/m3,相对比传统反应器或工业设备高达1-3个数量级。由于流体厚度减小,比表面积提高,微通道内的反应物与壁面可进行高效的热交换,与外界进行热交换的效率远超过传统反应器,从而有效地精确控制反应温度

反应物在微反应器中温度分布会集中于理想的反应温度附近,可有效避免反应物局部过热、传热不均匀等热效应问题,避免一些由此引发的副反应发生从而更加有利于设定的目标产物的合成,使反应选择性提高。

在微反应器中,线尺度减小,压力、浓度等梯度很快増加,这对于化学反应是十分有利的,从而使得传质推动力増加,扩大单位体积、单位面积的扩散通量,提高了传质能力。

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2、反应时间精确可控,反应时间短

反应物在微反应器中是在流体输送动力设备驱动下连续流动的,流速是可通过仪器精确控制的,可精确控制停留时间这一特点,对于反应时间严格要求的实验,体现了更好的实用性。微反应器进行的反应能使化学反应速率接近其反应的动力学极限,因此可做到"更迅速",反应时间可以达到毫秒至秒的量级,使反应快速高效完成。

3、环境安全和过程可控

由于微反应器特征之一尺寸小,使物料滞留量很小而且具有极强的传热能力,从而可有效地控制易爆炸反应,提高了过程的安全性,因此能做到更安全。反应时间可通过反应器及控制流体速度来控制,易于控制反应过程。

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4、体积小、能耗低

微反应器设备体积小,在反应器中停留的物料很少,可减少原料的消耗,对于原料价格昂贵的实验,可有效降低实验成本。"更便宜"是吸引化工厂引进新反应器和新工艺的条件。


最后给大家聊下微反应器的分类微反应器的核必部分是微结构,按照微结构的不同可分为几种典型的微反应器:微通道反应器、毛细管反应器、多股并流式反应器、微孔阵列反应器和膜分散式反应器、降膜式微反应器等。

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微通道反应器是使用最广泛的微反应器。根据流体加入方式的不同,分为T型微反应器、同轴环管型微反应器、水力学聚焦型微反应器、几何结构破碎型微反应器等类型。

应用方向进行分类,徹反应器可分为两类:一类是应用在生物领域的微反应器;另一类是应用在化学反应和化学工程的微反应器。这两个应用领域虽然有些区别,但微反应器已经强大到可同时兼顾两种类型的应用。微反应器的另一类分类方法是根据操作模式进行的,如连续流动式反应器或间歇式反应器。

微反应技术已经湿示出了在化学反应中的巨大应用前景,微反应的离效混合、精确控制反应温度和停留时间等特性,使我们易于掌控反应选择性、操作超快反应、提高转化率,高产率和选择性好是化学工程的主要目标,微反应器的有效利用更加有利于这一目杨的实现。

 

 


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