微通道反應器可供多種樣品同時進行具體操作
在化工裝置與設備中,微型反應器通常也被稱作微結構反應器、微通道反應器、微型線路反應器或微流體裝置,其是一種可將樣品(或反應物)約束在其中并進行工藝過程的裝置。在一些情況下,所述工藝過程包括化學反應、反應過程分析等多種狀態(tài)。通過在微通道反應器中,多種反應物或樣品可進行化學反應或熱交換等多種具體操作。
通常而言,微通道反應器的內部約束空間(或反應空間)非常小,例如可為毫米級別甚至是微米級別,這對微量反應具有重要的現(xiàn)實意義。此外,微通道反應器通常為連續(xù)反應器而非間歇反應器,使用微通道的微型反應器可提供許多優(yōu)于常用規(guī)模反應器的優(yōu)點,例如大大改進能量效率、反應速度、反應產率、安全性、可靠性、可量測性等。也正是由于微通道反應器如此的優(yōu)點,人們對其結構進行了大量的深入研究,并取得了諸多研究成果,例如:CN10143381公開了一種膜分散式微通道反應器,由一根外管和一根內管構成套管,在內、外管之間形成環(huán)形微通道,外管上設有流體進口和出口,內管上一端設有流體進口,另一端沿管壁周向為分布有多微孔的微孔膜。
與普通的
微通道反應器相比,所述反應器通道的截面積增大,處理量增大。強化了流體之間的混合和傳質。在達到大處理量的同時,也保證了較強的微觀混合。特別是在合成納米顆粒中實現(xiàn)了快速微觀混合,合成了平均粒徑為37納米的硫酸鋇顆粒,本反應器操作簡單,操作費用低,處理量大,在涉及到快速過程的工業(yè)生產中有很大的應用前景。
當然作為微通道反應器也有許多不足的地方,主要體現(xiàn)在以下幾點。
1.不能使用固體,這個很好理解,無論是催化劑顆粒還是反應產生的固體,都會堵塞孔道。目前一般認為,微通道內顆粒大小幾十微米就是上限。
2.壓降大,液體通過微通道壓降很大。當然這幾乎是不可避免的,因為任何傳質強化過程都是利用能量換效率的。
3.
微通道反應器大型化困難。現(xiàn)在的微反應器如果采用康寧路線單板通量應該在千噸/年左右,還是難以滿足大宗產品的生產要求,微反應器目前的應用還是局限在高附加值的產品上。