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微化知识

微通道反应器的适用条件和限制因素

  • 作者:杨海军
  • 发布时间:2022-11-24
  • 点击:70

微通道反应器是一种新型的应用了微加工技术的微型化的化学反应器,其内部通道尺寸远远小于传统的常规反应器。微小的反应体积、极大的比表面积及其独特的层流传质等特性使得微通道反应器具有常规反应器无可比拟的传热、传质和优良的混合性能。现在越来越多的化工企业,开始关注和应用微通道反应器,那微通道反应器可以应用在哪些化工生产中呢?有适用条件和限制因素呢?

微通道反应器的适用条件和限制因素

一、微通道反应器的适用条件

1.反应本身速度很快,但受制于传递过程的,整体反应速度偏低的反应

2.反应本身速度快,但反应剧烈,强放热,产物容易破坏的反应

3.需要严格控制反应器内部流型的反应。

4.部分气液反应从机理上可以采用微通道反应器,但是目前尚未出现好的气液反应器结构

5. 颗粒尺度达到微通道特征尺度的10%以上,固含量超过5%的含有固体的反应不使用微通道反应器。

二、微通道反应器的限制因素

1.放大效应。理论上微通道反应器是采用数量放大的,并不会出现放大效应。但是实际操作过程中并非如此,由于单纯采用数量放大会导致非常高的设备成本与控制成本。这导致实际的放大过程中,可能需要对通道尺寸,反应器的组合方式进行调整,而这些调整极度有可能导致微通道反应器的比表面积,传递特征长度,停留时间分布发生改变,导致实际生产过程与小试实验存在偏差。

2.适配性问题。微反应器由于通量的问题,在选泵与其他后续工段的衔接上都会有问题。比如说如果微通道反应器通量小,有可能会导致后续的过程,比如说精馏根本选不出合适的设备。这样不得不把后续过程变成间歇过程或者需要在两个流程之间加入缓冲单元。

3.微通道反应器的腐蚀问题。耐腐蚀性要求要高于常规反应器。我们知道,微通道反应器本身通道尺寸就非常小。常规容器中的腐蚀标准对于微通道反应器来说要求还是太低的。比如说我们常规容器内腐蚀余量可以取0.1mm/a这样比较大的数值。只要保证结构强度就可以正常使用。但微通道反应器内部一样,通道本来就小,腐蚀再强烈的话通道特征尺寸就会改变,甚至发生内漏。因此微通道反应器对于腐蚀的要求要更加严格,尤其是对于金属反应器,在投产前一定要考虑腐蚀试验的问题。

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