在許多的反應(yīng)過程中，加氫反應(yīng)一直都是比較危險(xiǎn)的，而利用了微反應(yīng)技術(shù)的微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，利用精密的加工技術(shù)，將高純氫氣與連續(xù)流動(dòng)的反應(yīng)物在裝有催化劑的微填充床內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合全流程自動(dòng)控制、在線實(shí)時(shí)檢測(cè)、樣品自動(dòng)采集能功能，讓加氫反應(yīng)從此變得安全、高效、節(jié)能。那么今天我們就來(lái)了解一下高通量微通道反應(yīng)器。
關(guān)于微通道反應(yīng)器
微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，利用精密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應(yīng)器，微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級(jí)別，而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬(wàn)上千萬(wàn)的微型通道，因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
高通量微通道反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
在我們使用之前，我們應(yīng)該了解一下為什么我們要使用它，又有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？
1.微通道帶來(lái)的傳遞長(zhǎng)度減小。
2.微通道帶來(lái)的比表面積增加。
3.規(guī)整流動(dòng)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)可控。
4.連續(xù)操作帶來(lái)的效率提高。
工作原理
在說到具體的原理之前，我們先來(lái)了解一下關(guān)于這方面的常識(shí)。設(shè)備內(nèi)的反應(yīng)放出的熱量是與體積成正比的，因?yàn)榉磻?yīng)是發(fā)生在整個(gè)設(shè)備內(nèi)部的。但是這些熱量從體系內(nèi)移除是通過表面的，也就是說同設(shè)備的表面積成正比。對(duì)于一個(gè)圓柱形容器，不考慮兩端的情況下，它的體積與半徑立方成正比，面積與半徑平方成正比。在這里我們?cè)僬f一下比表面積的概念，它是設(shè)備換熱面積與體積的比值，比表面積越大設(shè)備的移熱能力就越強(qiáng)。同時(shí)我們可以看到比表面積與半徑成反比，也就是說半徑越大的設(shè)備換熱能力越差。
換熱能力這在化工中對(duì)工藝的影響也是明顯的。比如說酸堿中和反應(yīng)，比如說用燒堿中和硫酸。工廠里做這個(gè)操作可能需要半個(gè)小時(shí)到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間，實(shí)際上這個(gè)反應(yīng)很快，大概在毫秒級(jí)。但是這個(gè)反應(yīng)放熱，必須要把熱量移走，因此在工廠里面只能一點(diǎn)一點(diǎn)的把燒堿加到反應(yīng)釜里，然后反應(yīng)釜用冷卻水冷卻。燒堿的加料速度*取決于反應(yīng)釜的移熱能力，反應(yīng)本身可以很快，你可以一下吧燒堿全部加進(jìn)去，但是放熱問題解決不了，溶液會(huì)升溫甚至沸騰，非常危險(xiǎn)。如果有有一個(gè)設(shè)備能夠瞬間把反應(yīng)熱移走，那么燒堿就可以快速加入，節(jié)省大量操作時(shí)間。這就是微通道的意義，我們可以把通道做的很小，然后讓一些放熱非常強(qiáng)的反應(yīng)也可以安全快速地進(jìn)行。
