微反应器适合的反应类型
1、反应物配比要求很严的快速反应
某些反应对反应物配比要求很严格,其中某一反应物过量就会引起副反应,如要求单取代的反应,会有二取代和三取代产物生成。微反应器系统可以瞬时达到均匀混合,这就避免了局部过量的问题,使副产物减少到较低。
2、危险化学反应以及高温高压反应
某些易失控的化学反应,一旦失控,就会造成反应温度急剧升高,压力急剧增加,引起冲料,甚至引发boom。微反应器由于反应热可以快速导出,而且又是 连续流动反应,在线的化学品量很少,因此保证了反应的安全性。
微反应器的优点
(1)无缝对接研发和生产
传统化工生产是通过反应器体积的增大来实现产能的扩大,但随之带来的是明显的放大效应,流动、 传质和传热的“三传”问题很突出;而微化工技术是通过并行增加微反应器的数量进行放大。即所谓数增放大,所以小试良好反应条件无须放大即可直接作为生产条件,既减少了操作费用,又节省了空间,完好实现研发到生产的无缝对接。同时,微化工技术还可以灵活根据市场变化情况,灵活增加或减少微反应器的数量,做到按时按地按需生产。
(2)可以实现生产的本质安全
微反应器控温能力好,制冷能力往往也很高,能量的减少可以降低boom的潜在危险性,有效保证系统的安全而且,微反应器中反应物的量属于微量级别,即使产物为有毒有害物质,也因为单位时间产生的产物量很少,在相当程度上降低了安全事故的危害性。因此微反应系统有望使化工生产摆脱高危险的桎梏,实现本质安全。
微反应器技术的硬件设备配备
硬件部分包括微反应器设备和配套设备。微反应器设备从材质的角度可分为金属材质和非金属材质、碳化硅材质,从通道设计的角度可分为简单通道和复杂通道。怎么样去评价一款微反应器?
① 传质性能。传质性能受到通道结构的设计、流速范围、停留时间分布、压力降等因素影响。
② 传热性能。微反应器是一种换热能力很强的技术装备,其换热能力受流速、温差、材质、换热介质等因素影响。
③ 放大的设计,实验室研发型微反应器到工业化微反应器应当保持比较好的传质、传热、停留时间一致性。
④ 材质和加工,设备的耐腐蚀性、密封性、耐压性、死体积应当与具体的工况相匹配。
配套设备对于要实现工业化用途来讲同样重要。微反应器配套包括进料泵、传感器、阀门、在线监测装置、控制系统及管件阀门等。其中,动部件的寿命、耐腐蚀性、管道的设计等都需要认真考量。
微通道反应器标准配置功能及特点
微通道反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的化学反应装置,通常含有小的通道尺寸和通道多样性,流体在这些通道中流动,并要求在这些通道中发生所要求的反应。
微通道反应器精度高、压力稳定,有助于实现微流体在流体力学规律的变化、传递过程的强化、固有的安全性以及良好的可控性等。目前,微反应器已经被广泛应用于化学、化工、生物、材料等诸多领域的研究和生产过程中,体现出了良好的发展前景。微通道反应器采用了驱动凸轮曲线补偿、流量脉冲电子抑制、液体体积压缩补偿、多点流量曲线校正、四元梯度设计等技术。
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