微反应器的定义与主要特征
微反应器是一种单元反应界面宽度为微米量级的化学反应系统,是90年代兴起的微化工技术,不是现有反应器的简单缩小,而是融合了材料技术、微细加工技术、传感器技术和控制技术等各种要素技术的新的综合系统之一。
微化工技术着重研究时空特征尺度在数百毫秒和数百(数千)微米范围内的微型设备和并行分布系统中的过程特性和规律。
微反应器是指以反应为主要目的,以一个或多个微反应器为主,同时还可能包括有微换热、微分离、微萃取等辅助装置以及微传感器和微执行器等关键组件的一个微反应系统。
微反应器具有以下主要特征:
一、大比表面积
强化了传质、传热,缩短了扩散时间,实现流间的快速均匀混合及等温操作,通道内作用力主要为:界面张力,粘性应力以及毛细管力;
二、独特的流动行为
流体流动通常属于层流,具有很强的方向性、对称性和高度有序性,同时也具有窄的停留时间分布和均匀的传质过程,便于对过程进行精确的理论描述和模拟;
三、催化剂的高通量筛选
催化剂用量少,操作连续、安全,适用于含有毒物质、易爆、危险的反应;
四、 无放大效应
通过集成众多的反应器可以处理大批量的原料,节省从实验室研发到工业过程的时间和成本