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在国内,微反应技术处于研究与开发阶段。虽然有很多高校从事微反应技术研究,尚没有成熟的国产设备面世。
微反应器特别的结构给它带来了一系列优良的性能,故它被应用到许多领域中。例如对于小规模的光化学过程,采用透明的微反应器可有利于薄流体层靠近辐射源。德国美因兹微技术研究所开发了一种平行盘片结构的电化学微反应器。
安全与绿色发展已成为世界化工行业发展的新趋势,在这种趋势下,微通道反应技术依靠其特别的优势成为国内外精细化工行业的研究热点。典型微通道反应技术的特征是在几十到几百微米的通道内进行化学反应。特征尺度的微型化为其从微尺度上理解“三传一反”的(动量传递、热量传递、质量传递、化学反应过程)规律提供了指导。然而,为了实现微通道反应技术的工业化应用,其通道尺寸早已达到了毫米级,得益于***的通道内结构设计,在实现高通量的同时仍能实现良好的传质与传热性能。同时具有微量和连续流动优点的微通道反应技术不仅将产能和设备体积脱钩,而且将产能与生产效率有效结合,为精细化工本质安全水平及其经济性的提高开辟了新道路。
微反应器适合的反应类型
据统计,大约有30%的精细化工反应可以在微反应器中进行,并且在收率、选择性或安全性等方面得到较大提高。微反应器的优势集中体现在以下类型的反应。
1、剧烈放热的反应
对剧烈放热的反应,常规反应器一般采用逐渐滴加或分批加入的方式,即便如此,也依然会存在过热 而产生一定量的副产物。微反应器由于良好的传热特 性,反应温度可实现准确控制,消除局部过热,显著提高产品的收率和选择性。
2、反应物或产物不稳定的反应
某些反应物或产物很不稳定,停留时间一长就会分解而降低产品收率。微反应器系统是连续流动体系,反应的停留时间可以准确控制,因此可避免常规反应器中出现的由于反应物或产物不稳定而分解的情况。
微反应器技术的硬件设备
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,从通道设计的角度可分为简单通道和复杂通道。
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、管道的设计等等都需要认真考量。
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