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微反應(yīng)器的定義

微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)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(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。

美國PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要開展燃料電池氫源系統(tǒng)微型化研究，反應(yīng)器主體結(jié)構(gòu)是一個錯流式微通道換熱器，與傳統(tǒng)相比，相同的處理能力，反應(yīng)器體積可減小l～2個數(shù)量級。微反應(yīng)器在傳質(zhì)、傳熱、恒溫等方面表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢，自面世以來迅速引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的濃厚興趣和關(guān)注。

關(guān)于微通道反應(yīng)器：

　　將高純氫氣與連續(xù)流動的反應(yīng)物在裝有催化劑的微填充床內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合全流程自動控制、在線實(shí)時檢測、樣品自動采集能功能，讓反應(yīng)變得安全、有效、節(jié)能，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，放棄了加氫反應(yīng)釜，放棄了氫氣鋼瓶，反應(yīng)壓力：0-10Mpa，反應(yīng)溫度：室溫-200℃，快速條件篩選，公斤級生產(chǎn)，全自動氣液分離，可視智能化控制軟件，工藝條件可直接放大至千噸級。

　　通過流體微團(tuán)的介觀粘性變形和分子擴(kuò)散可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物料間的快速微觀混合；微通道反應(yīng)器具有大的比表面積，流體與器壁間有充分的接觸面積，故而使換熱效率提高，可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程中的原位有效換熱；再者通道內(nèi)微小的持液量使得反應(yīng)器具有明顯的安全性能。

微反應(yīng)器技術(shù)的硬件設(shè)備配備

硬件部分包括微反應(yīng)器設(shè)備和配套設(shè)備。微反應(yīng)器設(shè)備從材質(zhì)的角度可分為金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)、碳化硅材質(zhì)，從通道設(shè)計(jì)的角度可分為簡單通道和復(fù)雜通道。怎么樣去評價一款微反應(yīng)器？

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、停留時間分布、壓力降等因素影響。

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。

配套設(shè)備對于要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化用途來講同樣重要。微反應(yīng)器配套包括進(jìn)料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中，動部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設(shè)計(jì)等都需要認(rèn)真考量。