连续流反应器的基本知识介绍


  连续流反应器即微通道反应器,是采用精密加工技术制造的特征尺寸在10 ~ 300微米之间的微反应器。微反应器的“微”并不意味着微反应设备的外部尺寸小或产品产量小,是指工艺流体的通道处于微米级。连续流反应器可以包含数千万个微通道,因此也可以实现高产量。

  

连续流反应器

 

  连续流反应器独特的结构使其具有一系列高品质的性能,因此在许多领域得到了应用。例如,对于小规模光化学过程,使用透明微反应器可以促进薄流体层靠近辐射源。由于微反应器反应床几乎恒温,传热效率高,有利于各种化学反应,微反应器还应用于加氢、氨氧化、甲醇氧化为甲醛、水煤气变换和光催化。此外,微反应器还可用于一些有毒物质的现场生产、强放热反应的本征动力学研究以及催化剂、材料、药物等组合化学的高通量筛选。

  连续流反应器的缺点是固体物料不能通过微通道,微通道容易堵塞如果反应中产生大量固体,导致生产无法继续。目前,这一问题主要通过改进反应器设计来解决。例如国外公司开发的阀式混合器可用于快速沉淀反应,基于这一技术,该成功开发出生产高性能微米材料和纳米材料的商业化生产工艺。

  连续流反应器设备根据其主要用途或功能可细分为微换热器、微混合器和微反应器。由于其内部的微观结构,微反应器设备具有巨大的比表面积,可以达到搅拌釜比表面积的几百倍甚至几千倍。微反应器可以实现物料的瞬间均匀混合和高效传热,具有优良的传热传质能力。因此,许多在常规反应器中无法实现的反应都可以在微型反应器中实现。目前,微反应器已广泛应用于化工过程的研究和开发,在工业生产中的应用也越来越多,其主要应用领域包括有机合成过程、微米和纳米材料的制备以及日用化学品的生产。在化工生产中,Miprowa技术已经能够实现每小时数万升的流量。

  迄今为止,国内外学术界对连续流反应器进行了广泛的研究,对其原理和特点有了很好的了解,并在微反应器的设计、制造、集成和放大等方面取得了可喜的成果。但是,对它的研究还不够成熟,需要对传统的“三传一反”理论进行修正、补充和创新。有些反应原理还没有讨论清楚,需要做大量的工作。此外,它的制造、催化剂壁装和系统的自动控制还有许多技术难点,有必要对微反应体系中的表面和界面现象、传递规律、反应特性、放大积分等进行深入研究。

 

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