微反应器的应用领域范围主要集中在以下方面:生产过程、能源与环境、化学研究工具、药物开发和生物技术、分析应用等。1.什么是微反应器微反应器是一个比较广阔的概念,且有很多种形式,既包括传统的微量反应器(积分反应器),也包括反相胶束微反应器、聚合物微反应器、固体模板微反应器、微条纹反应器和微聚合反应器等。这些微反应器都有一个根本特点,那就是把化学反应控制在尽量微小的空间内,化学反应空间的尺寸数量级一般为微米甚至纳米。而本文所指的微反应器具有上述反应器的共同特点,但又有所区别,主要是指用微加工技术制造的用于进行化学反应的三维结构元件或包括换热、混合、分离、分析和控制等各种功能的高度集成的微反应系统,通常含有当量直径数量级介于微米和毫米之间的流体流动通道,化学反应发生在这些通道中,因此微反应器又称作微通道反应器(microchannel)。严格来讲微反应器不同于微混合器、微换热器和微分离器等其他微通道设备,但由于它们的结构类似,在微混合器、微换热器和微分离器等微通道设备中可以进行非催化反应,且当把催化剂固定在微通道壁时,微混合器、微换热器和微分离器等微通道设备就成为微反应器。创阔能源科技加工换热器板片。嘉定区微通道换热器厂家直销
因而国外有的学者将这一类型的微通道设备统称为微反应器。微反应器还应与微全分析设备相区别,虽然它们的结构可以相同,但它们的功能和目的完全不同。2.反应器起源与演变“微反应器(microreactor)”起初是指一种用于催化剂评价和动力学研究的小型管式反应器,其尺寸约为10mm。随着技术发展用于电路集成的微制造技术逐渐推广应用于各种化学领域,前缀“micro”含义发生变化,专门修饰用微加工技术制造的化学系统。此时的“微反应器”是指用微加工技术制造的一种新型的微型化的化学反应器,但由小型化到微型化并不是尺寸上的变化,更重要的是它具有一系列新特性,随着微加工技术在化学领域的推广应用而发展并为人所重视。微加工技术起源于航天技术的发展,曾推动了微电子技术和数字技术的迅速发展。这给科学技术各个分支的研究带来新的视点,尤其是在化学、分子生物学和分子医学领域。较早引入微加工技术的是生物和化学分析领域。自从1993年RicharMathies首先在微加工技术制造的生物芯片上分离测定了DNA段后,生物芯片技术与计算机的结合,促成了基因排序这一伟大的科学成就;而化学分析方面。南京微通道换热器欢迎来电微化工混合器、反应器制作加工设计联系创阔科技。
微化工过程是以微结构元件为,在微米或亚毫米()的受限空间内进行的化工过程。针对微反应器,通常要求其特征长度小于。在微化工过程中,微小的分散尺度强化了混合与传递过程,从而提高了过程的可控性和效率。当将其应用于工业生产过程的时候,通常依照并联的数量放大的基本原则,来实现大规模的生产。微化工技术通常包括,微换热、微反应、微分离和微分析等系统,其中前两者是较为主要的。理解传热强化简单的来说,相较于常规尺度下的管道,微通道有着极大的比表面积。这保证了在整个传热过程中,管壁与内在流体之间存在着快速的热传递,能够很快实现传热平衡。理解传质强化一般来说,微通道的尺寸微小,有着更短的传递距离,有利于传质过程的快速完成,实现温度与浓度的均匀分布;同时另一方面,大多数微尺度流动的雷诺数远小于2000,流动状态为层流,没有内部涡流,这反而不利于传质的快速完成。而大多数文献认为微化工器件仍是强化传质能力的,因为人们已经在致力于研究新型的微混合设备和方法。而创阔科技继而开拓创新制作微通道、微结构的换热器制作。
创阔科技微通道是微型设备的关键部位。为了满足高效传热、传质和化学反应的要求,必须实现高性能机械表面的加工制造,其中包括金属材料制造各种异形微槽道的技术,金属表面制造催化剂载体的技术等。常规微系统微通道的加工制造技术主要有以下4大类:(1)IC技术:从大规模集成电路(IC工艺)发展起来的平面加工工艺和体加工工艺,所使用的材料以单晶硅及在其上形成微米级厚的薄膜为主,通过氧化、化学气相沉积、溅射等方法形成薄膜;再通过光刻、腐蚀特别是各向异性腐蚀、层腐蚀等方法形成各种形状的微型机械。虽然IC工艺的成熟性决定了它目前在微机械领域中的主导地位,但这种表面微加工技术适合于硅材料,并限于平面结构,厚度很薄,限制了应用范围。高效液冷换热器,多结构多介质换热器,设计加工找创阔能源科技。
复杂的气固相催化微反应器一般都耦合了混合、换热、传感和分离等某一功能或多项功能。具有特征的气相微反应器是麻省理工学院RaviSrinivason等设计制作的T形薄壁微反应器。该反应器用于氨的氧化反应,氨气和氧气分别从T形反应器的两侧通道进入,分别经过流量传感器,在正下方通道进口处混合,正下方通道壁外侧装有温度传感器和加热器,而T形反应器的薄壁本身就是一个换热器,通过变化薄壁的制作材料改变热导率和调整壁厚度,可以控制反应热量的移出,从而适合放热量不同的各种化学反应。此外,Franz等还设计制作了一种用于脱氢/加氢反应的微膜反应器,因为耦合了膜分离功能,反应物和产物在反应的同时进行分离,使平衡转化率不断提高,同时产物的收率也有所增加。耦合反应、加热和冷却3种功能的微反应器T形薄壁微反应器微膜反应器及其制作流程液液相反应的一个关键影响因素是充分混合,因而液液相微反应器或者与微混合器耦合在一起,或者本身就是一个微混合器。专为液液相反应而设计的与微混合器等其他功能单元耦合在一起的微反应器案例为数不多。主要有BASF设计的维生素前体合成微反应器和麻省理工学院设计的用于完成Dushman化学反应的微反应器。高效液冷板设计加工创阔科技。海淀区微通道换热器厂家直销
创阔科技可以加工出流道深度范围为几微米至几百微米的高效微型换热器。嘉定区微通道换热器厂家直销
创阔科技的微通道尺寸小,流体在微通道中的流动为层流状态,为了在层流状态下提高微混合器的混合效果,实现快速混合,学者们设计出了许多微混合器的结构。依据有无外力的加人将微混合器,分为主动型微混合器与被动型微混合器。主动型微混合器需要外界的能量加人以诱导混合的发生,如磁场、电动力、超声波等。与主动型微混合器需要加人外界能量不同,被动型微混合器依靠自身的几何结构来促进混合。被动型微混合器又可以分为T型、分流型、混沌型等。T型微混合器结构简单,但无法提供很大的流体间接触面积。分流型微混合器将待混合流体分成许多薄层,薄层间相互接触,增大流体间接触面积促进混合。本文所研究的内交叉指型微混合器为分流型微混合器。混沌对流可以使流体界面变形、拉伸、折叠,从而增加流体界面面积强化传质。本文所研究的分离再结合型微混合器就是一种三维结构的混沌型微混合器。 嘉定区微通道换热器厂家直销
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