Mikroreattur jew Reattur Mikro Strutturat jew Reattur Mikrokanali

Istruzzjoni qasira tat-Teknoloġija tal-Mikroreattur

It-teknoloġija tal-mikroreactor hija teknoloġija ġdida prinċipalment permezz ta 'intensifikazzjoni tal-proċess biex tinkiseb sinteżi kimika ħadra, speċjalment għall-preparazzjoni ta' kimiċi fini bħal kimiċi, pestiċidi, mediċini, mikro-materjali u nano-materjali. It-teknoloġija tal-mikroreattur hija teknoloġija mikro-kimika li ħarġet fid-disgħinijiet. Mhuwiex sempliċi tnaqqis tar-reattur eżistenti, iżda waħda mis-sistemi komprensivi ġodda li jintegra diversi element bħat-teknoloġija tal-materjal, it-teknoloġija tal-mikro-fabbrikazzjoni, it-teknoloġija tas-sensuri u t-teknoloġija tal-kontroll. Microreactor huwa tip ġdid ta 'reattur ta' pipeline ta 'fluss kontinwu minjaturizzat b'kanali strutturali fuq skala mikron bħala l-qalba biex tirrealizza reazzjoni, taħlit, separazzjoni u funzjoni oħra. Il-"mikro" ta 'reattur mikrokanali ma jirreferix għad-daqs żgħir tal-apparat tal-mikroreattur jew ir-rendiment tal-prodott żgħir, iżda pjuttost biex ifisser li l-kanali fluwidi huma fuq l-iskala mikrometru jew millimetru. Il-proċess ta 'mikroreazzjoni jirreferi għall-proċess tas-sistema ta' reazzjoni mibni minn dawn l-apparati. Is-sistema ta 'mikroreazzjoni tissejjaħ ukoll is-sistema mikro-kimika, li hija mikro-sistema għall-proċess kimiku. Id-disinn u l-iżvilupp tas-sistema mikrokimika huwa bbażat fuq l-idea ta 'minjaturizzazzjoni tat-tagħmir kimiku mingħajr ma titnaqqas il-kapaċità tal-ipproċessar tat-tagħmir, billi tissaħħaħ ir-rata u l-kontrollabbiltà tal-proċessi tal-fluss, it-taħlit u t-trasferiment fis-sistema, il-ħin tat-tlestija ta' reazzjoni u separazzjoni titqassar, tnaqqas l-istaġnar tal-materjali fil-proċess, tnaqqas il-formazzjoni ta 'prodotti sekondarji, biex tirrealizza l-proċess kimiku aħdar, sigur u effiċjenti. It-teknoloġija tal-mikroreactor saret waħda mid-direzzjonijiet importanti ta 'żvilupp fil-qasam tal-intensifikazzjoni tal-proċess kimiku użat ħafna fl-oqsma tal-mediċina, pestiċidi, prodotti kimiċi fini u sintesi intermedja.

Mikroreattur jew reattur mikrostrutturat jew reattur mikrokanal huwa apparat li fih ir-reazzjonijiet kimiċi jseħħu f'konfinament b'dimensjonijiet laterali tipiċi taħt 1 mm; l-aktar forma tipika ta 'konfinament bħal dan huma mikrokanali. Il-mikroreatturi huma studjati fil-qasam tal-inġinerija tal-mikroproċess, flimkien ma 'apparati oħra (bħal skambjaturi tas-sħana mikro) li fihom iseħħu proċessi fiżiċi. Il-mikroreatturi jinvolvu strutturi mikrofabbrikati biex jippermettu li l-kimika tal-fluss titwettaq fuq skala mikron. Il-mikroreattur huwa ġeneralment reattur tal-fluss kontinwu (kuntrast ma/ma' reattur tal-lott). Il-mikroreatturi joffru bosta vantaġġi fuq reatturi fuq skala konvenzjonali, inkluż titjib kbir fl-effiċjenza enerġetika, il-veloċità tar-reazzjoni u r-rendiment, is-sigurtà, l-affidabbiltà, l-iskalabbiltà, il-produzzjoni fuq il-post/on-demand, u grad ħafna iktar fin ta 'kontroll tal-proċess.

Karatteristiċi Tekniċi tal-Mikroreattur

• Erja tal-wiċċ speċifika kbira u trasferiment tajjeb tas-sħana------Minħabba l-mikrostruttura ġewwa l-mikroreattur, l-erja tal-wiċċ speċifika tagħha hija kbira ħafna, li tista 'tkun mijiet jew saħansitra eluf ta' darbiet tal-erja tal-wiċċ speċifika tal-bastiment li jħawwad. Għalhekk , għandu kapaċità tajba ta 'trasferiment ta' sħana u massa. Il-koeffiċjent ta 'skambju tas-sħana huwa ġeneralment mill-inqas 25kW m - 2K - 1, li jista' jirrealizza t-taħlit uniformi istantanju u t-trasferiment effiċjenti tas-sħana tal-materjali.
• Effiċjenza għolja tat-trasferiment tal-massa u veloċità ta' reazzjoni mgħaġġla-------Ir-reattur tal-mikrokanali jista' jkun fih ħafna mikrokanali, u l-gass u l-fluwidi likwidi fil-mikrokanali jistgħu jgħaddu fluss b'10-4 għal 10-6m/s, Il- proċess ta 'reazzjoni ta' taħlit ta 'fluwidi jista' jirrealizza r-reazzjoni istantanja u uniformi ta 'taħlit ta' materjali, u jagħmel ir-reazzjoni ta 'reazzjonijiet kimiċi ordinarji Il-ħin jitnaqqas minn sigħat - għexieren ta' sigħat għal sekondi - minuti u jinkiseb throughput għoli.
• Kontroll preċiż tat-temperatura tar-reazzjoni u l-ħin biex itejbu r-rendiment-------Il-karatteristiċi eċċellenti tat-trasferiment tas-sħana tal-mikroreattur jippermettu li t-temperatura tar-reazzjoni tiġi kkontrollata b'mod preċiż f'ċerta medda, li hija ta 'sinifikat kbir għal xi reazzjonijiet li jinvolvu prodotti intermedji u termalment instabbli prodotti f'kimiċi fini. Ir-reaġenti jiċċirkolaw kontinwament fir-reattur tal-mikrokanal Il-ħin ta 'residenza tal-materja prima taħt il-kundizzjonijiet ta' reazzjoni jista 'jiġi kkontrollat ​​b'mod preċiż. Ladarba jintlaħaq l-aħjar ħin ta 'reazzjoni, immedjatament jgħaddi għall-pass li jmiss jew ir-reazzjoni tintemm, li tista' telimina b'mod effettiv il-prodotti sekondarji ġġenerati minħabba l-ħin twil ta 'reazzjoni u ttejjeb ir-rendiment.
• Inqas kapaċità ta 'żamma tal-fluwidu, aktar sigura u aktar favur l-ambjent għal produzzjoni kontinwa-------Minħabba t-trasferiment tajjeb tas-sħana tal-mikroreattur, it-temperatura tar-reazzjoni mhux se takkumula b'mod eċċessiv u hija kkontrollata b'mod preċiż f'ċerta medda, li tista' tnaqqas ir-riskju potenzjali ta’ splużjoni. Il-mikroreatturi normalment jitħaddmu kontinwament, l-ammont ta 'reaġenti fil-mikroreattur huwa żgħir ħafna. Dan jippermetti l-ipproċessar sussegwenti ta 'intermedji instabbli u jevita dewmien tipiku ta' workup tal-lott. Il-ħin ta 'residenza ta' mezz ta 'reazzjoni instabbli huwa qasir ħafna u mhux se jitmermer, anki jekk il-prodott intermedju jew finali tar-reazzjoni huwa sustanzi tossiċi u ta' ħsara, Ukoll minħabba li l-ammont ta 'prodotti prodotti għal kull unità ta' ħin huwa żgħir u l-ħin ta 'residenza huwa qasir, il-ħsara ta' inċidenti ta' sikurezza jitnaqqas b'mod konsiderevoli. Ħafna reazzjonijiet eżotermiċi vigorużi li ma jistgħux jiġu realizzati fil-proċess tal-lott iżda jistgħu jiġu realizzati f'mikroreatturi, anke reazzjonijiet ewlenin bħan-nitrifikazzjoni jistgħu jitwettqu b'mod sikur f'temperatura għolja.
• Għalkemm mikroreattur jista 'sintetizza kimiċi biss fi kwantitajiet żgħar, l-iskala għal volumi industrijali huwa sempliċiment proċess ta' multiplikazzjoni tan-numru ta 'mikroreatturi. B'kuntrast, il-proċessi tal-lott ta' spiss jaħdmu tajjeb fil-laboratorju iżda jfallu fil-livell tal-impjant pilota tal-lott.
• It-teknoloġija tal-mikroreattur tista 'wkoll żżid jew tnaqqas b'mod flessibbli n-numru ta' moduli ta 'mikro-reattur fis-sistema skont il-bidliet fis-suq, sabiex tirrealizza produzzjoni fil-ħin, fuq il-post u apposta.
• It-teknoloġija tal-mikroproċessar tista 'tintuża biex tintegra mikro-taħlit, mikro-reazzjoni, skambju ta' mikro-sħana, mikro-separazzjoni, mikro-analiżi u operazzjonijiet oħra ta 'unità u tqabbil ta' mikro-sensors, mikro-valvi u apparat ieħor fi pjattaforma jew saħansitra ċippa ta 'kontroll biex tirrealizza platformization Jew operazzjoni multifunzjonali bbażata fuq ċippa, sabiex tikseb monitoraġġ f'ħin reali u kontroll intelliġenti tas-sistema ta' mikro-reazzjoni, ittejjeb il-veloċità tar-reazzjoni, u tiffranka l-ispiża tar-reazzjoni fl-istess ħin.

Tip ta' Reazzjonijiet Adattati għal Mikroreatturi

S'issa, il-mikroreattur b'ħafna għanijiet għadu limitat għal reazzjoni omoġenja, u sa ċertu punt, huwa limitat għal reazzjoni ta 'fażi gass-likwidu u fażi likwidu-likwidu. Skont l-istatistika, madwar 30 fil-mija tar-reazzjonijiet kimiċi fini jistgħu jitwettqu f'mikroreatturi biex itejbu r-rendiment, is-selettività jew is-sigurtà. Il-vantaġġi tal-mikroreattur huma prinċipalment riflessi fit-tipi ta 'reazzjonijiet li ġejjin:

• Reazzjonijiet eżotermiċi vjolenti-------Għal reazzjonijiet eżotermiċi vjolenti, il-proċess tar-reattur konvenzjonali ġeneralment jadotta l-metodu ta 'żieda gradwali bil-qatra jew żieda tal-lott. Anke hekk, xorta se jkun hemm sħana żejda lokali u se jiġi prodott ċertu ammont ta 'prodotti sekondarji. Minħabba l-karatteristiċi tajbin tat-trasferiment tas-sħana tal-mikroreattur, it-temperatura tar-reazzjoni tista 'tiġi kkontrollata b'mod preċiż, is-sħana żejda lokali tista' tiġi eliminata, u tista 'tittejjeb b'mod sinifikanti r-rendiment u s-selettività tal-prodott.
• Reazzjoni ma' reatturi jew prodotti mhux stabbli------Xi reattivi jew prodotti huma instabbli ħafna u jiddekomponu u jnaqqsu r-rendiment tal-prodotti wara żmien ta' residenza. Is-sistema tal-mikroreactor hija sistema ta 'fluss kontinwu, u l-ħin ta' residenza tar-reazzjoni jista 'jiġi kkontrollat ​​b'mod preċiż. Għalhekk, id-dekompożizzjoni minħabba l-instabilità tar-reaġenti jew il-prodotti fir-reattur konvenzjonali tista 'tiġi evitata.
• Reazzjoni rapida b'rekwiżiti stretti fuq il-proporzjon tar-reaġenti------Xi reazzjonijiet għandhom rekwiżiti stretti fuq il-proporzjon tar-reaġenti, u eċċess ta 'wieħed mir-reaġenti se jikkawża reazzjonijiet sekondarji, bħal reazzjonijiet li jeħtieġu mono-sostituzzjoni, se jkun hemm prodotti b'żewġ sostituzzjonijiet u trisostituti huma ffurmati. Is-sistema tal-mikroreattur tista 'tikseb taħlit omoġenju b'mod istantanju, li tevita l-problema ta' eċċess lokali ta 'kull reattiv u timminimizza l-prodotti sekondarji.
• Reazzjonijiet kimiċi perikolużi u reazzjonijiet ta 'temperatura għolja u pressjoni għolja------Xi reazzjonijiet kimiċi li huma faċilment barra mill-kontroll, ladarba barra mill-kontroll, se jikkawżaw li t-temperatura tar-reazzjoni u l-pressjoni jiżdiedu drastikament, ir-reaġenti se jippanċjaw anke splużjoni. Minħabba li s-sħana tar-reazzjoni tista 'tiġi esportata malajr, u l-mikroreattur huwa reazzjoni ta' fluss kontinwu, l-ammont ta 'kimiċi onlajn huwa żgħir ħafna, għalhekk is-sigurtà tar-reazzjoni hija garantita f'mikroreatturi.

Naturalment, mhux ir-reazzjonijiet kollha huma adattati għal sistemi ta 'mikroreattur, bħal reazzjonijiet likwidi-solidi bil-mod ħafna, reazzjonijiet mingħajr fenomeni eżotermiċi u endotermiċi u proċessi tradizzjonali diġà għandhom selettività għolja u reazzjonijiet ta' rendiment.

Żvantaġġi ta 'Applikazzjoni ta' Mikroreatturi

• Għalkemm kien hemm reatturi magħmula għall-immaniġġjar tal-partiċelli, il-mikroreatturi ġeneralment ma jittollerawx il-partikuli sew, ħafna drabi l-imblukkar. L-imblukkar ġie identifikat minn numru ta 'riċerkaturi bħala l-akbar ostaklu għall-mikroreatturi[8]li jiġu aċċettati b'mod wiesa' bħala alternattiva ta 'benefiċċju għar-reatturi tal-lott.
• L-ippumpjar mekkaniku jista 'jiġġenera fluss pulsanti li jista' jkun ta 'żvantaġġ. Ħafna xogħol ġie ddedikat għall-iżvilupp ta 'pompi b'pulsazzjoni baxxa. Soluzzjoni ta' fluss kontinwu hija fluss elettroosmotiku (EOF).
• Il-korrużjoni timponi kwistjoni akbar fil-mikroreatturi minħabba li l-proporzjon taż-żona għall-volum huwa għoli. Degradazzjoni ta' ftit µm tista' ma tkunx innotata f'bastimenti konvenzjonali. Billi d-dimensjonijiet interni tipiċi tal-kanali huma fl-istess ordni ta' kobor, il-karatteristiċi jistgħu jinbidlu b'mod sinifikanti.
• Għalkemm is-sistema tal-mikroreatturi tista 'skala għal volumi industrijali billi timmultiplika n-numru ta' mikroreatturi u tista 'tnaqqas l-ispiża, iżda l-kapaċità tal-ipproċessar tas-sistema ta' mikroreazzjoni hija wkoll limitata ħafna. Matul in-numru ta 'mikroreatturi jiżdied ħafna, il-kumplessità tas-sistema ta' monitoraġġ u kontroll tal-mikroreazzjoni tiżdied ukoll ħafna, u l-ispiża tal-investiment u l-operat għall-produzzjoni attwali tiżdied ukoll ħafna.

Applikazzjonijiet

FAQ

 

It-tags Popolari: mikroreattur jew reattur mikro strutturat jew reattur mikrokanali, fornituri, manifatturi, fabbrika, bl-ingrossa, jixtru