微通道反应器可细分为哪几类?
微通道反应器根据其不同的应用和功能,可以细分为以下几类:一、气固相催化微反应器
特点:由于微反应器的特性非常适合于气固相催化反应,因此气固相催化微反应器的种类最多。
结构:最简单的气固相催化微反应器是在微通道壁面固定催化剂。而复杂的气固相催化微反应器则可能耦合了混合、换热、传感和分离等多种功能。
应用:这类反应器在化学工业中有广泛应用,如甲苯气-固催化氧化等反应。
二、液液相微反应器
特点:与气固相催化微反应器相比,液相微反应器的种类较少。液液相反应的关键是充分混合,因此液液相微反应器往往与微混合器耦合,或本身就是微混合器。
设计:专为液液相反应设计的微反应器案例不多,如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。
三、气液相微反应器
类型:
+ 微泡罩塔型:气液分别从两根微通道汇流进一根微通道,结构呈T字形。流体的流动状态与泡罩塔类似,出现气泡流、节涌流、环状流和喷射流等流型。
+ 沉降膜式微反应器:液相自上而下呈膜状流动,气液两相在膜表面充分接触。
特点:这两类气液相反应器的气液相接触面积都非常大,比传统的气液相反应器大一个数量级。
四、气液固三相催化微反应器
特点:气液固三相反应在化学反应中也比较常见,种类较多。在大多数情况下,固体为催化剂,气体和液体为反应物或产物。
结构:如麻省理工学院发展的微填充床反应器,其结构类似于固定床反应器,在反应室(微通道)中填充了催化剂固定颗粒,气相和液相被分成若干流股,再经管汇到反应室中混合进行催化反应。
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