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“微反應(yīng)器”也稱“微通道反應(yīng)器”,自20世紀(jì)90年代中期微反應(yīng)技術(shù)興起以來,由于其特別的特點(diǎn)和優(yōu)勢得以迅速發(fā)展并成為科研院校和企業(yè)界共同的研究熱點(diǎn)。近年來,不但取得了很多令人矚目的研究成果,而且在醫(yī)i藥、農(nóng)i藥、特種材料以及精細(xì)化工產(chǎn)品及中間體的合成中得到了越來越多的應(yīng)用。
21世紀(jì)由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題,使化學(xué)工業(yè)面臨前面未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),由于微反應(yīng)器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點(diǎn),科學(xué)界致力于探索新的反應(yīng)途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保,所以我們有必要相信微反應(yīng)器將在化學(xué)工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。
微通道反應(yīng)器不同于其他反應(yīng)器的一些明顯優(yōu)勢
反應(yīng)器,用于實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。器內(nèi)常設(shè)有攪拌(機(jī)械攪拌、氣流攪拌等)裝置。在高徑比較大時(shí),可用多層攪拌槳葉。在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻時(shí),可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套,或在器內(nèi)設(shè)置換熱面,也可通過外循環(huán)進(jìn)行換熱。
而微通道反應(yīng)器(微反應(yīng)器),利用精i密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應(yīng)器,微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器是一個(gè)比較廣泛的概念,并有很多形式,既包括傳統(tǒng)的微量反應(yīng)器,也包括聚合反應(yīng)器、反相膠束條紋反應(yīng)器、微聚合反應(yīng)器和固體模板微反應(yīng)器等。這些微反應(yīng)器的對化學(xué)反應(yīng)的共同特點(diǎn)是將其控制在很微小的空間內(nèi),反應(yīng)通道的平均尺寸一般為微米甚至納米。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
怎么樣去評價(jià)一款微反應(yīng)器?主要從以下四個(gè)方面:
1)傳質(zhì)性能。傳質(zhì)性能受到通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、流速范圍、停留時(shí)間分布、壓力降等等因素影響。
2)傳熱性能。微反應(yīng)器是一種換熱能力很強(qiáng)的技術(shù)裝備,其換熱能力受流速、溫差、材質(zhì)、換熱介質(zhì)等因素影響。
3)放大的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)室研發(fā)型微反應(yīng)器到工業(yè)化微反應(yīng)器應(yīng)當(dāng)保持比較好的傳質(zhì)、傳熱、停留時(shí)間一致性。
4)材質(zhì)和加工,設(shè)備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應(yīng)當(dāng)與具體的工況相匹配。
怎么判斷微反應(yīng)器的適用性呢?
一,物料的流動性。
二,快速反應(yīng)和中速的反應(yīng)在微反應(yīng)器中有可能性。
二,反應(yīng)本身是不是受傳質(zhì)控制。
第三,反應(yīng)體系是否受傳熱的限制。
如何看待微反應(yīng)器的未來?對于這個(gè)問題,一,星星之火,可以燎原。這是指我們對微反應(yīng)器技術(shù)要有信心;第二,講論持久的戰(zhàn)術(shù)。微反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展和微反應(yīng)器在業(yè)界的推廣和發(fā)展不會是一種boom式的發(fā)展,對于這種新技術(shù),我們需要有足夠的耐心,扎扎實(shí)實(shí)的去推進(jìn)。