微通道反应器是一种连续流动的管道式反应器,包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器、控制器等。由于管道尺寸远远小于常规管式反应器,是利用precise加工技术制造的特征尺寸在数百μm以下的微型设备,与传统反应器相比,具有传质传热效率较高、瞬间混合、返混几率小,能更好地控制反应温度和停留时间等优点,能够解决工艺放大问题,具有良好的反应安全性能。
微通道反应器不同于其他反应器的一些明显优势
反应器,用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。
而微通道反应器(微反应器),利用精i密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。微反应器是一个比较广泛的概念,并有很多形式,既包括传统的微量反应器,也包括聚合反应器、反相胶束条纹反应器、微聚合反应器和固体模板微反应器等。这些微反应器的对化学反应的共同特点是将其控制在很微小的空间内,反应通道的平均尺寸一般为微米甚至纳米。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。
微通道反应器行业有广阔的应用前景
微通道反应器结合了管式反应器和固定床反应器于一体,客户可以根据反应条件选择单独使用某一款反应器,也可以将反应器串联或并联使用,从而实现液-液相反应、气-液相反应、液-固相(催化)反应、气液固三相(催化)反应。
微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和有效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
微反应器技术的硬件设备
硬件部分包括微反应器设备和配套设备。微反应器设备从材质的角度可分为金属材质和非金属材质,从通道设计的角度可分为简单通道和复杂通道。
配套设备对于要实现工业化用途来讲同样重要。微反应器配套包括进料泵、传感器、阀门、在线监测装置、控制系统及管件阀门等。其中,动部件的寿命、耐腐蚀性、管道的设计等等都需要认真考量。