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微反應器的定義

微反應器，即微通道反應器，利用精細加工技術制造的特征尺寸在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品的產量小。微反應器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道，因此也實現很高的產量。

美國PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要開展燃料電池氫源系統微型化研究，反應器主體結構是一個錯流式微通道換熱器，與傳統相比，相同的處理能力，反應器體積可減小l～2個數量級。微反應器在傳質、傳熱、恒溫等方面表現出的巨大優勢，自面世以來迅速引起相關領域人士的濃厚興趣和關注。

微反應器技術的硬件設備配備

硬件部分包括微反應器設備和配套設備。微反應器設備從材質的角度可分為金屬材質和非金屬材質、碳化硅材質，從通道設計的角度可分為簡單通道和復雜通道。怎么樣去評價一款微反應器？

① 傳質性能。傳質性能受到通道結構的設計、流速范圍、停留時間分布、壓力降等因素影響。

② 傳熱性能。微反應器是一種換熱能力很強的技術裝備，其換熱能力受流速、溫差、材質、換熱介質等因素影響。

③ 放大的設計，實驗室研發型微反應器到工業化微反應器應當保持比較好的傳質、傳熱、停留時間一致性。

④ 材質和加工，設備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應當與具體的工況相匹配。

配套設備對于要實現工業化用途來講同樣重要。微反應器配套包括進料泵、傳感器、閥門、在線監測裝置、控制系統及管件閥門等。其中，動部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設計等都需要認真考量。

微通道反應器是一種連續流動的管道式反應器，包括化工單元所需要的混合器、換熱器、反應器、控制器等。由于管道尺寸遠遠小于常規管式反應器，是利用precise加工技術制造的特征尺寸在數百μm以下的微型設備，與傳統反應器相比，具有傳質傳熱效率較高、瞬間混合、返混幾率小，能更好地控制反應溫度和停留時間等優點，能夠解決工藝放大問題，具有良好的反應安全性能。

　　微通道反應器特別的結構賦予其一系列的性能，故被應用于許多領域。例如，氨基甲酸酯的多步化學合成可以通過連續性工藝來實現，其中包括分步反應工序和反應步驟間的兩步分離工序。通過使用一系列串聯的由三個微通道反應器和兩個相分離器組成的反應裝置，可以在一個緊湊型芯片基的工藝系統中實現溶劑轉換、危險中間產物原位生產和消耗、高能量化學品的安全處理以及化學品的小批量生產。因此，可以用于快速及放熱反應、工業環境拓展等方面。