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(dòng)或分散尺度在1μm到1 mm之間，稱為微流體。微流體相對(duì)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(shì)。

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(shí)驗(yàn)用微反應(yīng)器。

微反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)

（1）無(wú)縫對(duì)接研發(fā)和生產(chǎn)

傳統(tǒng)化工生產(chǎn)是通過(guò)反應(yīng)器體積的增大來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的擴(kuò)大，但隨之帶來(lái)的是明顯的放大效應(yīng)，流動(dòng)、 傳質(zhì)和傳熱的“三傳”問(wèn)題很突出；而微化工技術(shù)是通過(guò)并行增加微反應(yīng)器的數(shù)量進(jìn)行放大。即所謂數(shù)增放大，所以小試良好反應(yīng)條件無(wú)須放大即可直接作為生產(chǎn)條件，既減少了操作費(fèi)用，又節(jié)省了空間，完好實(shí)現(xiàn)研發(fā)到生產(chǎn)的無(wú)縫對(duì)接。同時(shí)，微化工技術(shù)還可以靈活根據(jù)市場(chǎng)變化情況，靈活增加或減少微反應(yīng)器的數(shù)量，做到按時(shí)按地按需生產(chǎn)。

（2）可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的本質(zhì)安全

微反應(yīng)器控溫能力好，制冷能力往往也很高，能量的減少可以降低boom的潛在危險(xiǎn)性,有效保證系統(tǒng)的安全而且，微反應(yīng)器中反應(yīng)物的量屬于微量級(jí)別，即使產(chǎn)物為有毒有害物質(zhì)，也因?yàn)閱挝粫r(shí)間產(chǎn)生的產(chǎn)物量很少，在相當(dāng)程度上降低了安全事故的危害性。因此微反應(yīng)系統(tǒng)有望使化工生產(chǎn)擺脫高危險(xiǎn)的桎梏，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。

微反應(yīng)器技術(shù)的硬件設(shè)備配備

硬件部分包括微反應(yīng)器設(shè)備和配套設(shè)備。微反應(yīng)器設(shè)備從材質(zhì)的角度可分為金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)、碳化硅材質(zhì)，從通道設(shè)計(jì)的角度可分為簡(jiǎn)單通道和復(fù)雜通道。怎么樣去評(píng)價(jià)一款微反應(yīng)器？

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。

配套設(shè)備對(duì)于要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化用途來(lái)講同樣重要。微反應(yīng)器配套包括進(jìn)料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測(cè)裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中，動(dòng)部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設(shè)計(jì)等都需要認(rèn)真考量。