螺紋管式微反應(yīng)器常用于連續(xù)流系統(tǒng)。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在:傳質(zhì)效率和傳熱效率高,返混率低,反應(yīng)溫度和停留時間控制好。微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器由于能改變化學(xué)反應(yīng)的強度,在高溫、高壓、難以實現(xiàn)的工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)于常規(guī)間歇式反應(yīng)器。如果一個化學(xué)過程可以在單個微通道中實現(xiàn),那么反應(yīng)過程就可以通過簡單微通道的數(shù)量放大,達到工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模。
根據(jù)動力學(xué)和熱力學(xué)的需要,內(nèi)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(yīng)過程中,有時也可以采用一些自由流動方式,如窄直徑范圍的沖擊射流。基于這一概念,微反應(yīng)器不僅是由數(shù)百個微通道組成的反應(yīng)器,而且是一種通過形成特殊的流體形態(tài)來促進流體傳質(zhì)和傳熱的裝置。
螺紋管式微反應(yīng)器可以比容器更有效地傳熱,甚至可以在高溫下按全地進行硝化等危險反應(yīng)。高溫暴露時間因熱點溫度和放熱而顯著縮短。因此,由于局部溫度梯度對反應(yīng)速率的影響遠(yuǎn)小于任何間歇式反應(yīng)器,因此微反應(yīng)器可以進行更好的動力學(xué)研究。
微反應(yīng)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(yīng)溫度可能比傳統(tǒng)間歇式反應(yīng)器高出許多。金屬有機化學(xué)中的許多低溫反應(yīng)都可以在-10℃的微型反應(yīng)器中進行,而不是在實驗室玻璃器皿中的-50℃~-78℃。
在反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)中,流道由內(nèi)外管嵌套,管之間用法蘭連接固定;通過設(shè)計不同的外徑來調(diào)節(jié)環(huán)形微通道的寬度;內(nèi)管一端設(shè)有一段沿圓周分布的絲網(wǎng)結(jié)構(gòu),形成差分分散結(jié)構(gòu),中芯絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的微孔大小控制著整個絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的差分分散能力;流體通過入口進入套管空間,與通過絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)進入套管空間的流體混合反應(yīng)后流出。
好了,以上便是關(guān)于螺紋管式微反應(yīng)器的相關(guān)內(nèi)容介紹了。