螺紋管式微反應器常用于連續流系統。其優(yōu)點(diǎn)主要體現在:傳質(zhì)效率和傳熱效率高,返混率低,反應溫度和停留時(shí)間控制好。微結構反應器由于能改變化學(xué)反應的強度,在高溫、高壓、難以實(shí)現的工藝系統中的應用優(yōu)于常規間歇式反應器。如果一個(gè)化學(xué)過(guò)程可以在單個(gè)微通道中實(shí)現,那么反應過(guò)程就可以通過(guò)簡(jiǎn)單微通道的數量放大,達到工業(yè)化生產(chǎn)的規模。
根據動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的需要,內腔的大小,如通道的大小,可以從幾微米到幾毫米不等。在微反應過(guò)程中,有時(shí)也可以采用一些自由流動(dòng)方式,如窄直徑范圍的沖擊射流?;谶@一概念,微反應器不僅是由數百個(gè)微通道組成的反應器,而且是一種通過(guò)形成特殊的流體形態(tài)來(lái)促進(jìn)流體傳質(zhì)和傳熱的裝置。

螺紋管式微反應器可以比容器更有效地傳熱,甚至可以在高溫下按全地進(jìn)行硝化等危險反應。高溫暴露時(shí)間因熱點(diǎn)溫度和放熱而顯著(zhù)縮短。因此,由于局部溫度梯度對反應速率的影響遠小于任何間歇式反應器,因此微反應器可以進(jìn)行更好的動(dòng)力學(xué)研究。
微反應器的加熱和冷卻速度也快得多,工作溫度可低至-100℃。由于其優(yōu)良的傳熱性能,反應溫度可能比傳統間歇式反應器高出許多。金屬有機化學(xué)中的許多低溫反應都可以在-10℃的微型反應器中進(jìn)行,而不是在實(shí)驗室玻璃器皿中的-50℃~-78℃。
在反應器的結構中,流道由內外管嵌套,管之間用法蘭連接固定;通過(guò)設計不同的外徑來(lái)調節環(huán)形微通道的寬度;內管一端設有一段沿圓周分布的絲網(wǎng)結構,形成差分分散結構,中芯絲網(wǎng)結構的微孔大小控制著(zhù)整個(gè)絲網(wǎng)結構的差分分散能力;流體通過(guò)入口進(jìn)入套管空間,與通過(guò)絲網(wǎng)結構進(jìn)入套管空間的流體混合反應后流出。
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