微通道反應(yīng)器可供多種樣品同時進行具體操作
在化工裝置與設(shè)備中,微型反應(yīng)器通常也被稱作微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器、微通道反應(yīng)器、微型線路反應(yīng)器或微流體裝置,其是一種可將樣品(或反應(yīng)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(yīng)、反應(yīng)過程分析等多種狀態(tài)。通過在微通道反應(yīng)器中,多種反應(yīng)物或樣品可進行化學反應(yīng)或熱交換等多種具體操作。
通常而言,微通道反應(yīng)器的內(nèi)部約束空間(或反應(yīng)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(yīng)具有重要的現(xiàn)實意義。此外,微通道反應(yīng)器通常為連續(xù)反應(yīng)器而非間歇反應(yīng)器,使用微通道的微型反應(yīng)器可提供許多優(yōu)于常用規(guī)模反應(yīng)器的優(yōu)點,例如大大改進能量效率、反應(yīng)速度、反應(yīng)產(chǎn)率、安全性、可靠性、可量測性等。也正是由于微通道反應(yīng)器如此的優(yōu)點,人們對其結(jié)構(gòu)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(yīng)器,由一根外管和一根內(nèi)管構(gòu)成套管,在內(nèi)、外管之間形成環(huán)形微通道,外管上設(shè)有流體進口和出口,內(nèi)管上一端設(shè)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(yīng)器相比,所述反應(yīng)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(zhì)。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(yīng)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(chǎn)中有很大的應(yīng)用前景。
當然作為微通道反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的固體,都會堵塞孔道。目前一般認為,微通道內(nèi)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(zhì)強化過程都是利用能量換效率的。
3.
微通道反應(yīng)器大型化困難。現(xiàn)在的微反應(yīng)器如果采用康寧路線單板通量應(yīng)該在千噸/年左右,還是難以滿足大宗產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,微反應(yīng)器目前的應(yīng)用還是局限在高附加值的產(chǎn)品上。