微通道反应器

量分析到化工产品的整个范围,如图1-2所示为实验室规模的微混合器和中试规模的微结构混合器。微结构混合器是符合工程应用需求的高通量过程强化设备,传统混合过程主要依赖分子扩散和滴流混合两种机制实现,而在微化工系统中,由于其结构特征尺寸通常在微米尺度(若干到数百微米),混合过程没有滴流的参与,仅仅依靠分子扩散来实现。Р图1-2 微混合器(实验室规模)与微结构混合器(中试规模)Р第1.3节微反应器的结构Р微通道的形状是多种多样的,有矩形的、梯形的、双梯形的以及不规则尺寸的。到目前为止,制造微通道可应用的微加工技术包括:精密机械加工、湿法刻蚀、干法刻蚀、电化学刻蚀、表面硅工艺技术、LIGA(光刻、电铸成模和塑注成型)技术、电火花加工、表面活化键合技术、激光加工等。Р微反应器的外形尺寸通常只有几厘米,内部的通道特征尺寸在微米级。图1-3所Р示为某一微型反应器,内部装有25片带有微通道的金属薄片。Р图1-3 微通道反应器的结构Р 对于整个微通道反应器而言,其基本功能组件又可以细分为:微混合器、微换热器、微反应器。微反应器通过光刻、蚀刻和机械加工的方法可以方便地在硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷( PDMS) 和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 等材料上制作尺寸各异的微通道。根据流体的加入方式不同,微通道反应器又分为:T 型、水力学聚焦、同轴环管和几何结构破碎等多种类型。Р第1.4节微反应器的分类Р微反应器有多种分类[8],按应用分类,可分为两大类:一类是在化学、生物中应用的反应器;另一类是在化学工程中应用的反应器。两者差别如同分析型设备和制备型设备,但微反应器仍能同时实现这两种类型的应用。按操作单元及其组件不同,主要分类有微混合器、微换热器、微分离器、气相反应器、液相反应器、气液两相反应器等。各种单元和组件的搭配可以组成复杂微系统。另外,根据操作模式不同,可将微反应器分为连续流动式和间歇式反应器。