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微通道反应器抢占新型设备要角
点击次数:716 发布时间:2017-03-27
    微通道反应器抢占新型设备要角 
    利用精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。
    微通道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。微通道反应器的对化学反应的共同特点是将其控制在极其微小的空间内,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。
    微通道反应器利用微反应器能克服釜式反应器的缺点。如果关于微反应器的这个预言是正确的,那么这将是对化工工艺的一次彻底的改革。 微通道反应器这种新化工工艺必然会有广阔的应用前景。许多学术报道都做了传统反应器与微反应器的比较,并发现应用微反应器比传统反应器更能强化反应过程。
    随着微通道反应器结构的使用,蒸饭柜阻碍水蒸气重整反应的换热限制被微通道内的快速动力过程消除,从而使得水蒸气重整反应的3个优点可在微通道燃料转化装置中得以体现,即:(1)由于不受到N2的稀释,水蒸气重整产物中的H2含量较高;(2)通过泵压缩液态燃料和水,可直接获得重整时需要的高压,从而不必依靠压缩空气提高反应压力;(3)水蒸气重整法可以通过燃烧燃料电池阳极排气中的剩余H2为重整提供热量,从而有效利用能量,而POX法或者ATR法是热中性或放热反应,不能利用阳极排气。
    由于微通道水煤器转换反应器大大减小了热质传递的阻力,观察到快速本征反应动力,在这种反应机理下,反应物质与催化剂只接触25ms便可将99.8%的CO转化。因此,这种采用微通道反应器的水煤气转换器系统的体积可以比常规体积减小一到两个数量级,从而使它适用于车辆上使用。
    微通道反应器是微化工技术发展过程中研发的新型反应器产品,依据微化工技术着重研究的时空特征尺度的特点,该类型反应器具有微米级尺寸的反应通道。相比于传统化工设备,微通道反应器内部通道尺寸小,流体薄层间距离极短,通过流体微团的介观粘性变形和分子扩散可实现反应物料间的快速微观混合。
    微通道反应器具有极大的比表面积,流体与器壁间有充分的接触面积,故而使换热效率显著提高,可实现反应过程中的原位换热;再者,微通道反应器通道内微小的持液量使得微通道反应器具有明显的安全性能;综上特点,微通道反应器可应用于快速混合、强放热及易燃易爆的化工反应过程,并且能显著提高过程安全性以及实现连续化操作的过程。
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