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一、 微通道反应技术1.1微通道反应器微通道反应是在微反应器中进行的,微反应器从本质上讲是一种连续流动的管道式反应器;反应器中的微通道利用精密加工工艺制造而成,特征尺寸通常在10~1000微米之间。
由于微反应器内工艺流体的通道尺寸非常小,相对于常规管式反应器而言其比表面积非常大,因此微反应器具有极高的混合效率(毫秒级范围实现径向完全混合)、极强的换热能力(传热系数可达25000W/(m2K))和极窄的停留时间分布(基本接近平推流)。
微反应器是一个复杂的微系统,其设计涵盖了微动力学、微摩擦学、微流体力学、微传热学、微电子学、化学等多门学科,所以微反应器的各部件和微通道都要进行精密的设计和研究。
微通道的当量直径数量级为微米,其间流体流动的雷诺准数通常在几十到几百之间,黏滞力比惯性力大,流体为层流流动。
流量Φ的定义式:Φ=A2△p/CR ηL式中A为微通道截面积,△p为微通道上的压降,CR为微通道的几何系数,η和L分别为流体的粘度和微通道的长度。
1.2微反应器反应特点:①小试工艺不需中试可以直接放大。
利用微反应器技术进行生产时,工艺放大不是通过增大微通道的特征尺寸,而是通过增加微通道的数量来实现的。
所以小试的最佳反应条件,不需要作任何改变就可以直接进行生产,不存在小试用反应器放大的难题。
这样可大幅度缩短产品由实验室到市场的时间,对于精细化工行业,尤其是惜时如金的制药行业,意义极其重大。
②反应温度可精确控制。
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