微反應器的主要特征
1、大比表面積:強化了傳質、傳熱;縮短了擴散時間,實現流體間的快速均勻混合以及等溫操作;通道內作用力主要為:界面張
力,粘性應力以及毛細管力。
2、特別的流動行為:流體流動通常屬于層流;具有很強的方向性、對稱性和高度有序性;具有窄的停留時間分布和均勻的傳質過
程;便于對過程進行準確的理論描述和模擬。
3、催化劑的高通量篩選:催化劑用量少,操作連續,安全;適用于含有毒物質、易暴危險的反應。
4.無放大效應:通過集成眾多的反應器可以處理大批量的原料;節省從實驗室研發到工業過程的時間和成本。
染料工業的生產過程主要采用單批釜式反應器生產,微通道反應器,常需控制反應溫度來減少重氮組份的分解,存在停留時間較長、混合欠充分、選擇性欠佳、產品純度不高、批次間差別大等不足。因此,微通道反應器, 能夠改進混合方式、簡化工藝、連續化生產, 是染料工業實現工藝綠色化的一個發展方向 。
微通道反應器應用于染料生產,具有以下優勢:
1、連續化反應代替了間歇式反應,減小批差;
2、瞬間混合,有效的防止了活潑化合物的分解;
3、在線反應體積小,保證了化學反應的安全性;
4、反應溫度和時間能夠準確控制,有利于提高收率和選擇性。
微反應器技術的硬件設備配備
硬件部分包括微反應器設備和配套設備。微反應器設備從材質的角度可分為金屬材質和非金屬材質、碳化硅材質,從通道設計的角度可分為簡單通道和復雜通道。怎么樣去評價一款微反應器?
① 傳質性能。傳質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、換熱介質等因素影響。
③ 放大的設計,實驗室研發型微反應器到工業化微反應器應當保持比較好的傳質、傳熱、停留時間一致性。
④ 材質和加工,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。
配套設備對于要實現工業化用途來講同樣重要。微反應器配套包括進料泵、傳感器、閥門、在線監測裝置、控制系統及管件閥門等。其中,動部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設計等都需要認真考量。
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