(2)快速、直接放大,
传统放大过程存在着放大效应,通过增大生产设备体积和规模达到放 大目的,过程耗时费力。而微反应系统呈多通道结构,每一通道相当 于一独立反应器,在扩大生产时不再需要对反应器进行尺度放大,只 需并行增加微反应器的数量,即所谓的“数增放大”。
(3)安全性高
大量热量也可以及时移走,从而保证反应温度维持在设定范围以内, 最大程度上减少了发生事故的可能性。
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8.3 微反应器
8.3.3 微反应器的特点及应用
一、特点(优点)
(1)比表面积大Biblioteka 传递速率高,接触时间短,副产物少微反应通道特征尺度小, 单位体面积上传热、传质能力、反应速率 显著增强。微通道设备的比表面积可以达到10000~50000 m2/m3,传 热系数高达2000~20000W/(m2·K)。
(4)操作性好
微反应系统呈模块结构, 便携性好,可实现在产品使用地分散建设并
就地生产、供货, 并可根据市场情况增减通道数和更换模块来调节
生产,具有很高的操作弹性。
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8.3 微反应器 8.3.3 微反应器的特点及应用
一、特点(缺点) (1)工业化实现复杂:微设备数增放大,虽然降低了放大成本,但要实现却是 一个巨大的挑战。当微反应器的数量大大增加时,微反应器的监测和控制的 复杂程度也大大增加,对于实际生产来说成本相对高。 (2)微通道易堵塞,难清理:微反应器内部通道尺寸小、结构复杂,极易造成 反应器通道堵塞,很难清理。这已成为微反应器制备中的一大困扰。
微反应系统的层次结构
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8.3 微反应器 8.3.2 微反应器的结构及制造工艺
二、微反应器的加工技术
微反应器材料的选择取决于介质的腐蚀性能、操作温度、操作压力、加工方 法等。常用的材料有: 硅:硅的密度小(2.3 g/cm3);熔点高(1400℃),约为铝的两倍;热膨胀系 数小,只有铝的十分之一;单晶硅的屈服强度比不锈钢大三倍;硅具有各向 异性,便于进行选择性刻蚀。 不锈钢:具有良好的延展性,加工方便,成本低廉,且易与外部连接。多用在 一些强放热的多相催化微反应器中。 玻璃:化学性能稳定,且具有良好的生物兼容性, 制作的微反应器还有利于 观察内部反应。 陶瓷:化学性能稳定,抗腐蚀能力强,熔点高,在高温下仍能保持尺寸的稳定, 故常用于高温和强腐蚀的场合, 缺点是耗费时间长,价格昂贵。 塑料和聚合物等材料:易于光刻电镀和压模成型加工。