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微通道反应器在日常应用中可分为四种

发布时间:2024-08-06   点击次数:682次
  微通道反应器是一种连续流动的管道式反应器。它包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器控制器等。
 
  目前,微通道反应器总体构造可分为两种,一种是整体结构,这种方式以错流或逆流热交换器的形式体现,可在单位体积中进行高通量操作。在整体结构中只能同时进行一种操作步骤,后由这些相应的装置连接起来构成复杂的系统。另一种是层状结构,这类体系由一叠不同功能的模块构成,在一层模块中进行一种操作,而在另一层模块中进行另一种操作。流体在各层模块中的流动可由智能分流装置控制对于更高的通量,某些微通道反应器或体系通常以并联方式进行操作。
 
  微通道反应器的分类介绍:
  它可分为气液固三相催化、气液相、气固相催化和液液相微通道反应器等。
 
  1.气液固三相催化:
  气液固三相反应在化学反应中也比较常见,种类较多,在大多数情况下固体为催化剂,气体和液体为反应物或产物,美国麻省理工学院发展了一种用于气液固三相催化反应的微填充床反应器,其结构类似于固定床反应器,在反应室(微通道)中填充了催化剂固定颗粒,气相和液相被分成若干流股,再经管汇到反应室中混合进行催化反应。
 
  2.气液相:
  一类是气液分别从两根微通道汇流进一根微通道,整个结构呈T字形。由于在气液两相液中,流体的流动状态与泡罩塔类似,随着气体和液体的流速变化出现了气泡流、节涌流、环状流和喷射流等典型的流型,这一类气液相微反应器被称做微泡罩塔。另一类是沉降膜式微反应器,液相自上而下呈膜状流动,气液两相在膜表面充分接触。气液反应的速率和转化率等往往取决于气液两相的接触面积。这两类气液相反应器气液相接触面积都非常大,其内表面积均接近20000m2/m3,比传统的气液相反应器大一个数量级。
 
  3.气固相催化:
  由于微反应器的特点适合于气固相催化反应,迄今为止微反应器的研究主要集中于气固相催化反应,因而气固相催化微反应器的种类多。简单的气固相催化微反应器莫过于壁面固定有催化剂的微通道。复杂的气固相催化微反应器一般都耦合了混合、换热、传感和分离等某一功能或多项功能。运用较广的甲苯气-固催化氧化。
 
  4.液液相:
  到目前为止,与气固相催化微反应器相比较,液相微反应器的种类非常少。液液相反应的一个关键影响因素是充分混合,因而液液相微反应器或者与微混合器耦合在一起,或者本身就是一个微混合器。专为液液相反应而设计的与微混合器等其他功能单元耦合在一起的微反应器案例为数不多。主要有BASF设计的维生素前体合成微反应器和麻省理工学院设计的用于完成Dushman化学反应的微反应器。

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