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迄今為止國內外學術界對微反應器已進行了廣泛的研究,對它的原理和特性有了較好的認識,且在微反應器的設計、制造、集成和放大等方面都取得了可喜的成績。但是對它的研究還不夠成熟,傳統的“三傳一反”理論必須進行修正、補充和創新,反應的一些原理還沒有探討清楚,還需要大量的工作。另外在它的制造、催化劑的壁載和系統的自動控制方面還存在許多技術難點,有必要進行微反應系統中表面和界面現象、傳遞規律、反應特性和放大集成的深人研究。
21世紀由于環境惡化以及能源枯竭等一系列問題,使化學工業面臨前面沒有的機遇和挑戰,由于微反應器表現出的諸多優點,科學界致力于探索新的反應途徑使化工生產更加經濟和環保。所以我們有必要相信微反應器將在化學工業中發揮出巨大的作用。
微通道反應器是如何控制反應溫度和時間的
1 物料以比例瞬間均勻混和:在那些對反應物料配比要求很嚴格的快速反應中,如果混合不夠好,就會出現局部配比過量,導致產生副產物,這一現象在批次反應器中很難避免,而微通道反應器的反應通道一般只有數十微米,物料可以按配比快速均勻混和,從而避免了副產物的形成。
2 結構保證安全:與間歇式反應釜不同,微通道反應器采用連續流動反應,因此在反應器中停留的化學品數量總是很少的,即使萬一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微通道反應器換熱效率極高,即使反應突然釋放大量熱量,也可以被迅速導出,從而保證反應溫度的穩定,減少了發生安全事故和質量事故的可能性。
與傳統化工技術相比,微化工技術有哪些優點?
微通道反應器是微化工技術的,微反應器一般指帶有微結構的反應設備,其內部流體通道和分散尺度在微米量級如10-3000微米,由于反應器特征尺度的微型化,通道內的流體以微米級薄層進行撞擊流化學反應,可實現快速混合、傳質、傳熱,反應非常完全,其效率可比常規尺度設備提高2~3個數量級。
讓化學反應時間從幾小時~幾十小時縮短到幾十秒~幾分鐘,數千倍地提升反應速度,成功解決了傳統裝備反應不完全、污染等技術難題,促進過程強化和化工裝備小型化、提高能源、資源利用效率、節能降耗,是實現清潔安全生產的重大新技術,可將生產過程中低效、間歇的合成工藝,改變為可控連續工藝,其“數量放大”與常規工藝不同,在實驗室完成達標后只需要平行復i制,不需要小試、中試、工業放大的逐級過程,縮短了工業放大的時間。
近年來,微反應器技術已經開始在實驗室和工業規模上影響化學加工的概念,這一點越來越明顯。在過去的幾年里,實驗室研究人員已經收集到證據,證明微反應器技術可以成功地應用于幾乎所有的有機化學領域。這項新技術的一大優點被認為是更高的產率和選擇性,更有效地利用資源(對環境友好)和更強大的反應控制(避免boom,使等溫線反應控制成為可能)。這就打開了通向優雅的組合反應器布置的通道,包括在線分析設備或涂有多相催化劑的微通道,同時大限度地利用了微反應器增強的表面體積比。