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微通道反应器工作原理与结构特性

更新时间:2023-07-10  |  点击率:1333
  一、微通道反应器工作原理
 
  其基本原理是通过特殊设计的微结构单元对流经的反应流体进行切割,实现反应流体见以微米时空尺寸,甚至更小进行混合和换热。与传统化工技术相同,微化工技术也使用反应器、混合器、换热器等单元组件。
 
  微通道反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微通道反应器。由于其内部的微结构使得微通道反应器设备具有极大的比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微通道反应器有着的传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微通道反应器中实现。
 
  目前微通道反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用,商业化生产中的应用正日益增多。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和日用化学品的生产。
 
  二、微通道反应器结构特性
 
  1.传热特性:反应器中狭窄的微通道结构增加了温度梯度,再加上较大的比表面积故使得微通道反应器的传热能力大大增强。
 
  2.传递距离:混合时间与传递距离的二次方成正比,故微通道尺寸狭窄,微型的通道尺寸大大提高了反应混合时间。
 
  而对于互不相容液-液两相流体在实际的传质与反应过程中,其流动状态会随传质、反应深度的增加呈动态的变化,反应过程中将会发生流型转捩现象。
 
  3流动特性:从微观角度看,流体微元在轴向上存在返混现象,同时反应产物连续从微通道中流出促进实验过程中的可逆反应向右移,促进原料反应。

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