微反應器有哪些有特征讓選擇者入迷?
微反應器,是指經微加工、精密加工等技術加工后具有特定微結構的反應設備,微反應器系統是流體的導向傳輸、繼承容器外殼的結構,這些結構組成通道、槽或細孔以及更大的特征單元(如平行平板)并使流體在薄層中流動,而其他結構能使流體以多相狀態進行間斷性微流動。本文主要介紹下微反應器有哪些特性?
一、微反應器特性
1、高效的傳熱、傳質能力
微反應器內的流體比表面積大小可達到104-106m2/m3,傳統反應器一般為1000m2/m3,相對比傳統反應器或工業設備高達1-3個數量級。由于流體厚度減小,比表面積提高,微通道內的反應物與壁面可進行高效的熱交換,與外界進行熱交換的效率遠超過傳統反應器,從而有效地精確控制反應溫度。
反應物在微反應器中溫度分布會集中于理想的反應溫度附近,可有效避免反應物局部過熱、傳熱不均勻等熱效應問題,也避免了一些由此引發的副反應發生從而更加有利于設定的目標產物的合成,使反應選擇性提高。
在微反應器中,線尺度減小,壓力、濃度等梯度很快増加,這對于化學反應是十分有利的,從而使得傳質推動力増加,擴大單位體積、單位面積的擴散通量,提高了傳質能力。
2、反應時間精確可控,反應時間短
反應物在微反應器中是在流體輸送動力設備驅動下連續流動的,流速是可以通過儀器精確控制的,可精確控制停留時間這一特點,對于反應時間嚴格要求的實驗,體現了更好的實用性。微反應器進行的反應能使化學反應速率接近其反應的動力學極限,因此可以做到"更迅速",反應時間可以達到毫秒至秒的量級,使反應快速高效地完成。
3、環境安全和過程可控
由于微反應器的特征之一尺寸小,使物料滯留量很小,而且具有極強的傳熱能力,從而可以有效地控制易爆炸反應,提高了過程的安全性,因此能做到“更安全”。反應時間可通過反應器及控制流體速度來控制,易于控制反應過程。
4、體積小、能耗低
微反應器設備體積小,在反應器中停留的物料很少,可減少原料的消耗,對于原料價格昂貴的實驗,可有效降低實驗成本。"更便宜"是吸引化工廠引進新反應器和新工藝的條件。
最后給大家聊下微反應器的分類,微反應器的核必部分是微結構,按照微結構的不同可分為幾種典型的微反應器:微通道反應器、毛細管反應器、多股并流式反應器、微孔陣列反應器和膜分散式反應器、降膜式微反應器等。
微通道反應器是使用最廣泛的微反應器。根據流體加入方式的不同,分為T型微反應器、同軸環管型微反應器、水力學聚焦型微反應器、幾何結構破碎型微反應器等類型。
若以應用方向進行分類,徹反應器可分為兩類:一類是應用在生物領域的微反應器;另一類是應用在化學反應和化學工程的微反應器。這兩個應用領域雖然有些區別,但微反應器已經強大到可以同時兼顧兩種類型的應用。微反應器的另一類分類方法是根據操作模式進行的,如連續流動式反應器或間歇式反應器。
微反應技術已經濕示出了在化學反應中的巨大應用前景,微反應的離效混合、精確控制反應溫度和停留時間等特性,使我們易于掌控反應選擇性、操作超快反應、提高轉化率,高產率和選擇性好是化學工程的主要目標,微反應器的有效利用更加有利于這一目楊的實現。