說一說微通道反應器的結構特性

微通道反應器是微化工技術發(fā)展過程中研發(fā)的新型反應器產品，依據(jù)微化工技術著重研究的時空特征尺度的特點，該類型反應器具有微米級尺寸的反應通道。相比于傳統(tǒng)化工設備，微通道反應器內部通道尺寸小，流體薄層間距離極短，通過流體微團的介觀粘性變形和分子擴散可實現(xiàn)反應物料間的快速微觀混合；微通道反應器具有大的比表面積，流體與器壁間有充分的接觸面積，故而使換熱效率顯著提高，可實現(xiàn)反應過程中的原位高效換熱；再者，微通道反應器通道內微小的持液量使得微通道反應器具有明顯的安全性能；綜上特點，該類反應器可應用于快速混合、強放熱及易燃易爆的化工反應過程，并且能顯著提高過程安全性以及實現(xiàn)連續(xù)化操作的過程。
微通道反應器結構特性
1、傳熱特性
反應器中狹窄的微通道結構增加了溫度梯度，再加上較大的比表面積故使得微通道反應器的傳熱能力大大增強，傳熱系數(shù)可高達25000W/(m2·K)，比傳統(tǒng)換熱器的傳熱系數(shù)至少大一個數(shù)量級。
2、傳質特性
對于為混合反應器來說，船體時間和傳遞距離的關系可以用下式來描述式中，tmin—達到*混合所需的時間；
I-傳遞距離；D—擴散系數(shù)。
混合時間與傳遞距離的二次方成正比，故微通道尺寸狹窄，微型的通道尺寸大大提高了反應混合時間。
而對于互不相容液-液兩相流體在實際的傳質與反應過程中，其流動狀態(tài)會隨傳質、反應深度的增加呈動態(tài)的變化，反應過程中將會發(fā)生流型轉捩現(xiàn)象。
3、流動特性
從微觀角度看，流體微元在軸向上存在返混現(xiàn)象，但由于微通道的軸徑比一般遠大于100，故從宏觀上仍可視為平推流流動模型，流體的返混現(xiàn)象可以忽略。同時反應產物連續(xù)從微通道中流出促進實驗過程中的可逆反應向右移，促進原料的反應。
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審核編輯 黃宇