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發布時間:2021-04-14 06:39  





微反應器的定義
微反應器,即微通道反應器,利用精密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專業人士的濃厚興趣和關注。
微反應器的優點
(1)精準控制反應溫度
對于強放熱反應,傳統釜式反應器由于受體積影響,混合及換熱效率不高,容易出現局部過熱現象,產品收率和選擇性都會下降副產物較多。而在微通道反應器內,比表面積可以達到10 000-50 000,液相傳熱系數可以達到10 000 W/(m2 K ,出色的傳熱特性使得反應溫度能精準控制在一定范圍內,這對于精細化工中涉及中間產物和熱不穩定產物的部分反應具有重大意義。
(2)精準控制反應時間
在傳統的間歇釜式反應器中,為防止反應過于劇烈,往往采用逐漸滴加或分批加入反應物的方式,來促進反應平衡向產物移動,但這也造成了部分反應物停留時間過長,產生較多的副產物。而反應物在微通道反應器中是連續流動的物料在反應條件下的停留時間可以精準控制,一旦達到良好反應時間就立即傳遞到下一步或終止反應,可以有效消除因反應時間過長而產生的副產物。
微通道反應器標準配置功能及特點
微通道反應器是一種借助于特殊微加工技術以固體基質制造的可用于進行化學反應的化學反應裝置,通常含有小的通道尺寸和通道多樣性,流體在這些通道中流動,并要求在這些通道中發生所要求的反應。
微通道反應器精度高、壓力穩定,有助于實現微流體在流體力學規律的變化、傳遞過程的強化、固有的安全性以及良好的可控性等。目前,微反應器已經被廣泛應用于化學、化工、生物、材料等諸多領域的研究和生產過程中,體現出了良好的發展前景。微通道反應器采用了驅動凸輪曲線補償、流量脈沖電子抑制、液體體積壓縮補償、多點流量曲線校正、四元梯度設計等技術。
碳化硅反應器保溫隔熱性能大大提高
換熱系統的冷熱媒可直接注入碳化硅反應器芯片的換熱通道內,通道采用流線型設計并安裝有擾流擴散器,既滿足了媒介的快速流動,不會產生明顯壓降,又可保證媒介與芯片本體充分接觸,有利于精準控溫。碳化硅反應器模塊單元帶有特別制的保溫隔熱層,使用特殊保溫材料將碳化硅反應器芯片充分包裹,碳化硅芯片與外部金屬部分無接觸,保溫隔熱性能大大提高,有利于節能降耗,同時增加了設備使用中的安全性。