與傳統(tǒng)化工技術相比,微化工技術有哪些優(yōu)點?
微通道反應器是微化工技術的,微反應器一般指帶有微結構的反應設備,其內(nèi)部流體通道和分散尺度在微米量級如10-3000微米,由于反應器特征尺度的微型化,通道內(nèi)的流體以微米級薄層進行撞擊流化學反應,可實現(xiàn)快速混合、傳質(zhì)、傳熱,反應非常完全,其效率可比常規(guī)尺度設備提高2~3個數(shù)量級。
讓化學反應時間從幾小時~幾十小時縮短到幾十秒~幾分鐘,數(shù)千倍地提升反應速度,成功解決了傳統(tǒng)裝備反應不完全、污染等技術難題,促進過程強化和化工裝備小型化、提高能源、資源利用效率、節(jié)能降耗,是實現(xiàn)清潔安全生產(chǎn)的重大新技術,可將生產(chǎn)過程中低效、間歇的合成工藝,改變?yōu)榭煽剡B續(xù)工藝,其“數(shù)量放大”與常規(guī)工藝不同,在實驗室完成達標后只需要平行復i制,不需要小試、中試、工業(yè)放大的逐級過程,縮短了工業(yè)放大的時間。
怎么樣去評價一款微反應器?主要從以下四個方面:
1)傳質(zhì)性能。傳質(zhì)性能受到通道結構的設計、流速范圍、停留時間分布、壓力降等等因素影響。
2)傳熱性能。微反應器是一種換熱能力很強的技術裝備,其換熱能力受流速、溫差、材質(zhì)、換熱介質(zhì)等因素影響。
3)放大的設計,實驗室研發(fā)型微反應器到工業(yè)化微反應器應當保持比較好的傳質(zhì)、傳熱、停留時間一致性。
4)材質(zhì)和加工,設備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應當與具體的工況相匹配。
近年來,微反應器技術已經(jīng)開始在實驗室和工業(yè)規(guī)模上影響化學加工的概念,這一點越來越明顯。在過去的幾年里,實驗室研究人員已經(jīng)收集到證據(jù),證明微反應器技術可以成功地應用于幾乎所有的有機化學領域。這項新技術的一大優(yōu)點被認為是更高的產(chǎn)率和選擇性,更有效地利用資源(對環(huán)境友好)和更強大的反應控制(避免boom,使等溫線反應控制成為可能)。這就打開了通向優(yōu)雅的組合反應器布置的通道,包括在線分析設備或涂有多相催化劑的微通道,同時大限度地利用了微反應器增強的表面體積比。
與傳統(tǒng)的方法相比較。使用微通道反應器進行納米粒子的合成主要有以下優(yōu)勢:
1) -般微通道反應器在宏觀上為平推流設計,無“返混”現(xiàn)象,有利于縮小納米粒子的粒度分布范圍;
2)有效的混合效果,有利于反應物料之間的均勻混合,提高產(chǎn)品的純度防止產(chǎn)品中包夾其它雜質(zhì):
3)操作簡單,可以快速對反應的停留時間、反應溫度、物料濃度以及添加劑濃度和種類等參數(shù)進行調(diào)節(jié),有效地優(yōu)化工藝參
數(shù)。