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說(shuō)一說(shuō)微通道反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特性

 更新時(shí)間:2020-07-22 點(diǎn)擊量:3294
 
  微通道反應(yīng)器是微化工技術(shù)發(fā)展過(guò)程中研發(fā)的新型反應(yīng)器產(chǎn)品,依據(jù)微化工技術(shù)著重研究的時(shí)空特征尺度的特點(diǎn),該類(lèi)型反應(yīng)器具有微米級(jí)尺寸的反應(yīng)通道。相比于傳統(tǒng)化工設(shè)備,微通道反應(yīng)器內(nèi)部通道尺寸小,流體薄層間距離極短,通過(guò)流體微團(tuán)的介觀粘性變形和分子擴(kuò)散可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物料間的快速微觀混合;微通道反應(yīng)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(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程中的原位高效換熱;再者,微通道反應(yīng)器通道內(nèi)微小的持液量使得微通道反應(yīng)器具有明顯的安全性能;綜上特點(diǎn),該類(lèi)反應(yīng)器可應(yīng)用于快速混合、強(qiáng)放熱及易燃易爆的化工反應(yīng)過(guò)程,并且能顯著提高過(guò)程安全性以及實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作的過(guò)程。
  微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特性
  1、傳熱特性
  反應(yīng)器中狹窄的微通道結(jié)構(gòu)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(yīng)器的傳熱能力大大增強(qiáng),傳熱系數(shù)可高達(dá)25000W/(m2·K),比傳統(tǒng)換熱器的傳熱系數(shù)至少大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
  2、傳質(zhì)特性
  對(duì)于為混合反應(yīng)器來(lái)說(shuō),船體時(shí)間和傳遞距離的關(guān)系可以用下式來(lái)描述式中,tmin—達(dá)到*混合所需的時(shí)間;
  I-傳遞距離;D—擴(kuò)散系數(shù)。
  混合時(shí)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(yīng)混合時(shí)間。
  而對(duì)于互不相容液-液兩相流體在實(shí)際的傳質(zhì)與反應(yīng)過(guò)程中,其流動(dòng)狀態(tài)會(huì)隨傳質(zhì)、反應(yīng)深度的增加呈動(dòng)態(tài)的變化,反應(yīng)過(guò)程中將會(huì)發(fā)生流型轉(zhuǎn)捩現(xiàn)象。
  3、流動(dòng)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(yuǎn)大于100,故從宏觀上仍可視為平推流流動(dòng)模型,流體的返混現(xiàn)象可以忽略。同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)從微通道中流出促進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的可逆反應(yīng)向右移,促進(jìn)原料*反應(yīng)。
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