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微反應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)成模塊有哪些,你需要了解!

 更新時間:2022-06-23 點擊量:1858

以微型設(shè)備為核心構(gòu)建的系統(tǒng)稱為微反應(yīng)系統(tǒng)(微化工系統(tǒng))。微反應(yīng)系統(tǒng)(微化工系統(tǒng))主要由物料輸送設(shè)備、微型功能設(shè)備、流體管道、溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和在線分析設(shè)備組成。


 

系統(tǒng)設(shè)備組成:


01

物料輸送設(shè)備
02

微型功能設(shè)備
03

流體管道
04

溫度傳感器
05

流量傳感器
06

壓力傳感器
07

在線分析設(shè)備

 

微型功能設(shè)備是其核心的組成部件,其他設(shè)備都可以使用已有的傳統(tǒng)設(shè)備。

 

 

功能分類

 

微型功能設(shè)備按其功能分類,可分為微換熱器、微混合器、微分散器、微反應(yīng)器和微型檢測器等。

 

微換熱器是在兩種流體間進行熱量傳遞的微型設(shè)備,根據(jù)換熱方式可分為直接微換熱器和間接微換熱器。常用的是間接微換熱器,按其通道結(jié)構(gòu)不同分為帶有寬而扁平流道、窄而深流道和穿透流道的微換熱器。

 

微混合器的作用是在短時間內(nèi)對兩種或多種不同流體進行混合的微型設(shè)備,通常分為氣相微混合器和液相微混合器。按混合過程中是否需要提供外部動力來分類,可分為主動微混合器和被動微混合器。

 


主動微混合器主要是依靠分子擴散實現(xiàn)快速混合;


被動微混合器靠外部提供產(chǎn)生湍流的方法,如電動攪拌、超聲波等,實現(xiàn)物質(zhì)間的快速接觸,再依靠分子擴散實現(xiàn)快速混合。對于高濃度或高黏體系,常常使用被動微混合器。

 

 

微分散器是指用于實現(xiàn)非均相體系微分散的設(shè)備,即形成微小液滴和微小氣泡的微型設(shè)備,它的作用是實現(xiàn)不互溶介質(zhì)的快速接觸和增大非均相液體的接觸面積,按混合前物質(zhì)的相態(tài)可分為氣/液微分散器、液/液微分散器和液/液/液乳化微分散器。

 

微反應(yīng)器:兩種以上的物質(zhì)在微混合器或微分散器上實現(xiàn)混合或分散的過程中,如果物質(zhì)間可以發(fā)生化學反應(yīng),則該微混合器或微分散器可以叫微反應(yīng)器,按照反應(yīng)物相態(tài)主要分為均相微反應(yīng)器和非均相微反應(yīng)器。

 


由于微反應(yīng)器的孔道尺寸很小,在微反應(yīng)器內(nèi)流體流型主要為層流,因此微反應(yīng)器是基于擴散而不是湍流實現(xiàn)快速混合。要達到快速擴散的目的,必須讓流體形成很薄的流體層或小尺寸顆粒來減小擴散距離,這是微反應(yīng)器的主要設(shè)計原理。


不同微反應(yīng)器最本質(zhì)的區(qū)別在于如何讓流體形成很薄的流體層或小尺寸顆粒,按照其實現(xiàn)方式的不同,可以將微反應(yīng)器分為如下幾種:在T形結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)兩股支流接觸、兩股高能流體相互碰撞、讓一股流體形成多股支流注入另一股主流體中、讓兩股流體都形成多股支流再相互注入、提高流速降低垂直于流動方向的擴散長度、兩股流體形成薄層后再經(jīng)多次分叉和重新組合與一股薄層流體的周期性注入。實際應(yīng)用中,根據(jù)體系的需求,通常結(jié)合多種方式進行設(shè)計。

 

 


微型檢測器是指用于檢測微化工過程中溫度、濃度、壓力等實時變化的小型化設(shè)備。

 

 

 

結(jié)構(gòu)分類

 

微型設(shè)備按結(jié)構(gòu)分類,可分為單通道設(shè)備、多通道設(shè)備,其中單通道設(shè)備又可分為T形、Y形、十字形、水力學聚焦型、同軸型以及幾何結(jié)構(gòu)破碎型等。

 

按分散介質(zhì)分類,可分為微通道型、毛細管型、微篩孔型、微篩孔陣列型、微濾膜分散型、微槽分散型等。

 

歐世盛科技核心目標是研發(fā)新型過程強化設(shè)備(圖1),建立小型化、模塊化、連續(xù)化和智能化的新型化工廠,實現(xiàn)更安全、更環(huán)保、更高效和更經(jīng)濟的生產(chǎn)方式,加強國家在化學工業(yè)技術(shù)的核心位置。

圖片

圖1:微反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備

 

400余家涵蓋醫(yī)藥、化學中間體和聚合物領(lǐng)域頭部企業(yè)項目的應(yīng)用歐世盛解決方案,表明微反應(yīng)系統(tǒng)不僅可以成功應(yīng)用在實際工業(yè)生產(chǎn)中,而且與傳統(tǒng)反應(yīng)設(shè)備相比,在產(chǎn)率、生產(chǎn)能力、時空產(chǎn)率、設(shè)備投入、運營成本和環(huán)境影響等多方面都具有明顯優(yōu)勢。

 

參考資料:

駱廣生,呂陽成,王凱,張吉松等,《微化工技術(shù)》化學工業(yè)出版社。

 

京公網(wǎng)安備 11010802043640

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