微反应器的定义
微反应器,即微通道反应器,利用精细加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器,微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道,因此也实现很高的产量。
美国PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要开展燃料电池氢源系统微型化研究,反应器主体结构是一个错流式微通道换热器,与传统相比,相同的处理能力,反应器体积可减小l~2个数量级。微反应器在传质、传热、恒温等方面表现出的巨大优势,自面世以来迅速引起相关领域人士的浓厚兴趣和关注。
微反应器的连续合成
a、微反应技术可以提高反应过程收率,提高安全性,实现化学品的连续可控制备;
b、微通道反应器不是universal的,有它特别的特点和适应的反应类型。
c、开发微反应连续工艺不容易一蹴而就,要求设备和工艺的完好结合,需要细致的前期研究和优化。
开发难度:均相反应<液液两相反应<气液两相反应<气液固三相反应。
微反应器的优点
(1)无缝对接研发和生产
传统化工生产是通过反应器体积的增大来实现产能的扩大,但随之带来的是明显的放大效应,流动、 传质和传热的“三传”问题很突出;而微化工技术是通过并行增加微反应器的数量进行放大。即所谓数增放大,所以小试良好反应条件无须放大即可直接作为生产条件,既减少了操作费用,又节省了空间,完好实现研发到生产的无缝对接。同时,微化工技术还可以灵活根据市场变化情况,灵活增加或减少微反应器的数量,做到按时按地按需生产。
(2)可以实现生产的本质安全
微反应器控温能力好,制冷能力往往也很高,微化工设备,能量的减少可以降低boom的潜在危险性,有效保证系统的安全而且,微反应器中反应物的量属于微量级别,即使产物为有毒有害物质,也因为单位时间产生的产物量很少,在相当程度上降低了安全事故的危害性。因此微反应系统有望使化工生产摆脱高危险的桎梏,实现本质安全。
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