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)可以實現(xiàn)每小時上萬升的流量。
微反應(yīng)器的微結(jié)構(gòu)大的缺點是固體物料無法通過微通道,連續(xù)流微反應(yīng)器,如果反應(yīng)中有大量固體產(chǎn)生,連續(xù)流工藝,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)計來解決。例如拜耳-埃爾費爾德微技術(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,連續(xù)流設(shè)備,用于生產(chǎn)高的性能的微米材料和納米材料。
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)計的角度可分為簡單通道和復(fù)雜通道。怎么樣去評價一款微反應(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、流速范圍、停留時間分布、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,上海連續(xù)流,實驗室研發(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)備對于要實現(xiàn)工業(yè)化用途來講同樣重要。微反應(yīng)器配套包括進(jìn)料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中,動部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設(shè)計等都需要認(rèn)真考量。
微通道反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)配置功能及特點
微通道反應(yīng)器是一種借助于特殊微加工技術(shù)以固體基質(zhì)制造的可用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)裝置,通常含有小的通道尺寸和通道多樣性,流體在這些通道中流動,并要求在這些通道中發(fā)生所要求的反應(yīng)。
微通道反應(yīng)器精度高、壓力穩(wěn)定,有助于實現(xiàn)微流體在流體力學(xué)規(guī)律的變化、傳遞過程的強(qiáng)化、固有的安全性以及良好的可控性等。目前,微反應(yīng)器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、化工、生物、材料等諸多領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)過程中,體現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。微通道反應(yīng)器采用了驅(qū)動凸輪曲線補償、流量脈沖電子抑制、液體體積壓縮補償、多點流量曲線校正、四元梯度設(shè)計等技術(shù)。
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