微反應器的應用領域范圍主要集中在以下方面:生產過程、能源與環(huán)境、化學研究工具、藥物開發(fā)和生物技術、分析應用等。1.什么是微反應器微反應器是一個比較廣闊的概念,且有很多種形式,既包括傳統(tǒng)的微量反應器(積分反應器),也包括反相膠束微反應器、聚合物微反應器、固體模板微反應器、微條紋反應器和微聚合反應器等。這些微反應器都有一個根本特點,那就是把化學反應控制在盡量微小的空間內,化學反應空間的尺寸數量級一般為微米甚至納米。而本文所指的微反應器具有上述反應器的共同特點,但又有所區(qū)別,主要是指用微加工技術制造的用于進行化學反應的三維結構元件或包括換熱、混合、分離、分析和控制等各種功能的高度集成的微反應系統(tǒng),通常含有當量直徑數量級介于微米和毫米之間的流體流動通道,化學反應發(fā)生在這些通道中,因此微反應器又稱作微通道反應器(microchannel)。嚴格來講微反應器不同于微混合器、微換熱器和微分離器等其他微通道設備,但由于它們的結構類似,在微混合器、微換熱器和微分離器等微通道設備中可以進行非催化反應,且當把催化劑固定在微通道壁時,微混合器、微換熱器和微分離器等微通道設備就成為微反應器。微化工混合器、反應器制作加工設計聯(lián)系創(chuàng)闊科技。朝陽區(qū)鋁合金微通道換熱器
近年來,微化工技術已成為化學工程學科中一個新的發(fā)展方向和研究熱點。微化工設備的主要組成部分是特征尺度為納米到微米級的微通道,因此,微通道內的流體流動和傳遞行為就成為微化工系統(tǒng)設計和實際應用的基礎,對其進行系統(tǒng)深入的研究具有重要意義。20世紀90年代初,可持續(xù)與高新技術發(fā)展的需要促進了微化工技術的研究,“創(chuàng)闊科技”其主要研究對象為特征尺度在微米級的微通道,由于尺度的微細化使得微通道中化工流體的傳熱、傳質性能與常規(guī)系統(tǒng)相比有較大程度的提高,即系統(tǒng)微型化可實現化工過程強化這一目標。自微通道反應器面世以來,微通道反應技術的概念就迅速引起相關領域**的濃厚興趣和關注,歐美、日本、韓國和中國等都非常重視這一技術的研究與開發(fā)。由于特征尺度的微型化,微化工技術的發(fā)展在技術領域中構成了重大挑戰(zhàn),也為科學領域帶來許多全新的問題,在微尺度的化工系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的“三傳一反”理論需要修正、補充和創(chuàng)新,系統(tǒng)的表面和界面性質將會起重要作用,從宏觀向微觀世界過渡時存在的許多科學問題有待于發(fā)現、探索和開拓。特征尺度為微米和納米級的微通道是微化工設備系統(tǒng)的主要組成部分,微通道內的單相、氣液和液液兩相流是微流體學的主要研究內容。浦東新區(qū)微通道換熱器服務至上真空擴散焊接加工,氫氣換熱器,設計加工咨詢創(chuàng)闊能源科技。
復雜的氣固相催化微反應器一般都耦合了混合、換熱、傳感和分離等某一功能或多項功能。具有特征的氣相微反應器是麻省理工學院RaviSrinivason等設計制作的T形薄壁微反應器。該反應器用于氨的氧化反應,氨氣和氧氣分別從T形反應器的兩側通道進入,分別經過流量傳感器,在正下方通道進口處混合,正下方通道壁外側裝有溫度傳感器和加熱器,而T形反應器的薄壁本身就是一個換熱器,通過變化薄壁的制作材料改變熱導率和調整壁厚度,可以控制反應熱量的移出,從而適合放熱量不同的各種化學反應。此外,Franz等還設計制作了一種用于脫氫/加氫反應的微膜反應器,因為耦合了膜分離功能,反應物和產物在反應的同時進行分離,使平衡轉化率不斷提高,同時產物的收率也有所增加。耦合反應、加熱和冷卻3種功能的微反應器T形薄壁微反應器微膜反應器及其制作流程液液相反應的一個關鍵影響因素是充分混合,因而液液相微反應器或者與微混合器耦合在一起,或者本身就是一個微混合器。專為液液相反應而設計的與微混合器等其他功能單元耦合在一起的微反應器案例為數不多。主要有BASF設計的維生素前體合成微反應器和麻省理工學院設計的用于完成Dushman化學反應的微反應器。
氣液反應的速率和轉化率等往往取決于氣液兩相的接觸面積。這兩類氣液相反應器氣液相接觸面積都非常大,其內表面積均接近20000m2/m3,比傳統(tǒng)的氣液相反應器大一個數量級?!皠?chuàng)闊科技”“創(chuàng)闊科技”氣液固三相反應在化學反應中也比較常見,種類較多,在大多數情況下固體為催化劑,氣體和液體為反應物或產物,美國麻省理工學院發(fā)展了一種用于氣液固三相催化反應的微填充床反應器,其結構類似于固定床反應器,在反應室(微通道)中填充了催化劑固定顆粒,氣相和液相被分成若干流股,再經管匯到反應室中混合進行催化反應。麻省理工學院還嘗試對該微反應器進行“放大”,將10個微填充床反應器并聯(lián)在一起,在維持產量不變的情況下,大大減小了微填充床反應器的壓力降?!皠?chuàng)闊科技”氣液固三相催化微反應器-充填活性炭催化劑的微填充床反應器“創(chuàng)闊科技”氣液固三相催化微反應器-并聯(lián)微填充床反應器系統(tǒng)“創(chuàng)闊科技”“創(chuàng)闊科技”電化學微反應器屬于液相微反應器,而光化學微反應器其反應物既有液相也有氣相的,由于它們都有其特殊性,故不能簡單的劃為液相微反應器或氣相微反應器,而應單獨列為一類。異形微通道換熱器,創(chuàng)闊科技設計加工。
“創(chuàng)闊科技”將開啟高效精細的化工新時代,微通道,就是當量直徑在10-1000μm的反應通道,微通道反應技術作為化工過程強化的重要手段之一,兼具過程強化和小型化的優(yōu)勢,并具有優(yōu)異的傳熱傳質性能和安全性,過程易于控制、直接放大等特點,可顯著提高過程的安全性、生產效率,快速推進實驗室成果的實用化進程,與常規(guī)反應器相比,微通道反應器在傳質傳熱、流體流動、熱穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)異的性能,但是目前使用的微通道,因微通道的當量直徑十分微小,流體表面張力的作用變得極為明顯,流體在微通道內流動時總是處于平流狀態(tài),不同流體間的混合主要依靠分子間的擴散作用,混合效率較低。微化工反應器,混合反應器設計加工制作創(chuàng)闊科技。蘇州電子芯片微通道換熱器
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微通道(微通道換熱器)的工程背景來源于上個世紀80年代高密度電子器件的冷卻和90年代出現的微電子機械系統(tǒng)的傳熱問題。1981年,Tuckerman和Pease提出了微通道散熱器的概念;1985年,Swife,Migliori和Wheatley研制出了用于兩流體熱交換的微通道換熱器。隨著微制造技術的發(fā)展,人們已經能夠制造水力學直徑?10~1000μm通道所構成的微尺寸換熱器。1986年Cross和Ramshaw研制了印刷電路微尺寸換熱器,體積換熱系數達到7MW/(m3·K);1994年Friedrich和Kang研制的微尺度換熱器體積換熱系數達45MW/(m3·K);2001年,Jiang等提出了微熱管冷卻系統(tǒng)的概念,該微冷卻系統(tǒng)實際上是一個微散熱系統(tǒng),由電子動力泵、微冷凝器、微熱管組成。如果用微壓縮冷凝系統(tǒng)替代微冷凝器,可實現主動冷卻,支持高密度熱量電子器件的高速運行。朝陽區(qū)鋁合金微通道換熱器