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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。
與傳統(tǒng)化工技術(shù)相比,微化工技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)?
微通道反應(yīng)器是微化工技術(shù)的核心,微反應(yīng)器一般指帶有微結(jié)構(gòu)的反應(yīng)設(shè)備,其內(nèi)部流體通道和分散尺度在微米量級(jí)如10-3000微米,由于反應(yīng)器特征尺度的微型化,通道內(nèi)的流體以微米級(jí)薄層進(jìn)行撞擊流化學(xué)反應(yīng),可實(shí)現(xiàn)快速混合、傳質(zhì)、傳熱,反應(yīng)非常完全,其效率可比常規(guī)尺度設(shè)備提高2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。
讓化學(xué)反應(yīng)時(shí)間從幾小時(shí)~幾十小時(shí)縮短到幾十秒~幾分鐘,數(shù)千倍地提升反應(yīng)速度,成功解決了傳統(tǒng)裝備反應(yīng)不完全、污染等技術(shù)難題,促進(jìn)過程強(qiáng)化和化工裝備小型化、提高能源、資源利用效率、節(jié)能降耗,是實(shí)現(xiàn)清潔安全生產(chǎn)的重大新技術(shù),可將生產(chǎn)過程中低效、間歇的合成工藝,改變?yōu)榭煽剡B續(xù)工藝,其“數(shù)量放大”與常規(guī)工藝不同,在實(shí)驗(yàn)室完成達(dá)標(biāo)后只需要平行復(fù)i制,不需要小試、中試、工業(yè)放大的逐級(jí)過程,縮短了工業(yè)放大的時(shí)間。
微通道反應(yīng)器行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景
用傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器,反應(yīng)放出的熱量不能及時(shí)的釋放,反應(yīng)溫度不能控制,利用微通道反應(yīng)器能克服釜式反應(yīng)器的缺點(diǎn),如果關(guān)于微反應(yīng)器的這個(gè)預(yù)言是正確的,那么這將是對(duì)化工工藝的一次完全的改革,這種新化工工藝必然會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。
微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)的方式進(jìn)行反應(yīng),對(duì)于反應(yīng)速度很快的化學(xué)反應(yīng),可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物流速和微通道的長(zhǎng)度,控制它們?cè)诜磻?yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間。
近年來,微反應(yīng)器技術(shù)已經(jīng)開始在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)規(guī)模上影響化學(xué)加工的概念,這一點(diǎn)越來越明顯。在過去的幾年里,實(shí)驗(yàn)室研究人員已經(jīng)收集到證據(jù),證明微反應(yīng)器技術(shù)可以成功地應(yīng)用于幾乎所有的有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域。這項(xiàng)新技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是更高的產(chǎn)率和選擇性,更有效地利用資源(對(duì)環(huán)境友好)和更強(qiáng)大的反應(yīng)控制(避免boom,使等溫線反應(yīng)控制成為可能)。這就打開了通向優(yōu)雅的組合反應(yīng)器布置的通道,包括在線分析設(shè)備或涂有多相催化劑的微通道,同時(shí)大限度地利用了微反應(yīng)器增強(qiáng)的表面體積比。