微反应器的定义
微反应器,即微通道反应器,利用精细加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器,微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道,因此也实现很高的产量。
美国PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要开展燃料电池氢源系统微型化研究,反应器主体结构是一个错流式微通道换热器,与传统相比,相同的处理能力,反应器体积可减小l~2个数量级。微反应器在传质、传热、恒温等方面表现出的巨大优势,自面世以来迅速引起相关领域人士的浓厚兴趣和关注。
微反应器的应用研究发展4个阶段
1阶段,上世纪在90年代,大家开始设计和制造微反应器的一些器件,并用它去尝试一些常规的化学反应;
第2阶段,微反应器已经相对成熟,商业化反应器,开始投放市场,反应和工艺的研究比较火热;
第3阶段,开始做反应器系统化的集成,包括前端、后端、在线的处理等;
第4阶段,人工智能化。当然,走到第四阶段离不开一阶段的工作,离不开第二阶段的研究,更离不开第三阶段的经验和教训。
微通道反应器行业有广阔的应用前景
微通道反应器结合了管式反应器和固定床反应器于一体,客户可以根据反应条件选择单独使用某一款反应器,也可以将反应器串联或并联使用,从而实现液-液相反应、气-液相反应、液-固相(催化)反应、气液固三相(催化)反应。
微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和有效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
展望未来微反应器研究,预计将在以下几个领域取得进展
(1)、设计新的微反应器模型,对微反应器进行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反应器中研究反应原理, 对微反应器的设计进行模拟、优化;
(3)、在微反 应器中探索新的反应途径和使化工生产更加经济更加环保的方法,并应用于实际生产,这是研究微反应器的真正价
值所在。
版权所有©2024 天助网