微通道反應器所具有的*性
微通道反應器是一種借助于特殊微加工技術(shù)以固體基質(zhì)制造的可用于進(jìn)行化學(xué)反應的三維結構元件。微通道反應器通常含有小的通道尺寸(當量直徑小于500 ?m)和通道多樣性,流體在這些通道中流動(dòng),并要求在這些通道中發(fā)生所要求的反應。這樣就導致了在微構造的化學(xué)設備中具有非常大的表面積/體積比率。
微通道反應器,即微通道反應器,利用精密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應器,微通道反應器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應設備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微通道反應器中可以包含有成百萬(wàn)上千萬(wàn)的微型通道,因此也實(shí)現很高的產(chǎn)量。
微通道反應器設備根據其主要用途或功能可以細分為微混合器,微換熱器和微通道反應器。由于其內部的微結構使得微通道反應器設備具有極大的比表面積,可達攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。微通道反應器有著(zhù)*的傳熱和傳質(zhì)能力,可以實(shí)現物料的瞬間均勻混合和的傳熱,因此許多在常規反應器中無(wú)法實(shí)現的反應都可以
微通道反應器中實(shí)現。
目前微通道反應器在化工工藝過(guò)程的研究與開(kāi)發(fā)中已經(jīng)得到廣泛的應用,商業(yè)化生產(chǎn)中的應用正日益增多。其主要應用領(lǐng)域包括有機合成過(guò)程,微米和納米材料的制備和日用化學(xué)品的生產(chǎn)。在化工生產(chǎn)中,新的Miprowa技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現每小時(shí)上萬(wàn)升的流量。
微通道反應器*的結構給它帶來(lái)了一系列的性能,故它被應用到許多領(lǐng)域中。例如對于小規模的光化學(xué)過(guò)程,采用透明的微通道反應器可有利于薄流體層靠近輻射源。德國美因茲微技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)了一種平行盤(pán)片結構的電化學(xué)微通道反應器。使用這個(gè)裝置,提高了由4一甲氧基甲苯合成對甲氧基苯甲醛反應的選擇性。
由于微通道反應器高的傳熱效率,使反應床層幾近恒溫,有利于各種化學(xué)反應的進(jìn)行。Wan等在微通道反應器中將苯胺氧化成氧化偶氮苯,DelSman等在微系統中研究了一氧化碳的選擇氧化,同時(shí)微通道反應器也被應用到加氫反應、氨的氧化、甲醇氧化制甲醛、水煤氣變換以及光催化等一系列反應。另外,
微通道反應器還可用于某些有毒害物質(zhì)的現場(chǎng)生產(chǎn),進(jìn)行強放熱反應的本征動(dòng)力學(xué)研究以及組合化學(xué)如催化劑、材料、藥物等的高通量篩選。