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微通道 連續流 化學反應的上游流程準備


微通道、連續流、反應中試、工業化階段,不如意的若干問題:
我們認為,多數不在反應器本身,而在于物料各組分進入反應器之前的準備工作,不夠充分。

1,泵Dosing
傳質傳熱之前,我們首先要保證各組分嚴格按照反應條件,做好在線的、實時的流量配比。
常規的單柱塞計量泵、單個大隔膜的液壓隔膜計量泵干不好這個活,哪怕我們選擇了那些歐美昂貴的計量泵。
因為流量的脈動,將使得實時、在線的流量精確配比失控,這個問題在于低頻的大股脈動之間,難以吻合反應對流量配比的實時要求。
哪怕加了脈動阻尼器,效果仍然難以理想,因為阻尼器是一個積分單元,如同洞庭湖,在漲水時它吸收流量…它使得流量的調節非常遲緩、滯后。如同一只笨拙的手,干不好精細的活。

2,流量計metering
如果說泵是手,流量計就是眼睛。
流量計的選型,比泵更復雜。
如果上游的泵,流量可控性差、脈動大,可能因為受到下游壓力變化大而導致流量大幅波動的話,即使我們使用昂貴的質量流量計,也不會有良好的流量設定的效果。
另外,常見的情況是,小流量,卻選用了較大流量的流量計;還有流量計的特性和物料不兼容。

3,各組分預冷預熱調溫Heat exchanging
用過低或者過熱的冷熱媒,配合頻繁動作的大尺寸調節閥來調節各組分的預設溫度,我認為,這樣的方式是沿用了蒸氣加熱模式的老思路,這樣的模式,還是批處理工藝的大容量、大熱容的容器加熱溫控的思路。
還是在干粗活。這樣子各組分的溫度預設,難以在線、實時精確可控,而是粗放的,可能一段過冷、 ?下一段又過熱。
我認為,正確的方式,是應該有一個冷熱媒溫度調節的中間循環環節,把冷熱媒預先調好到一個合適的適當較小的換熱溫差,然后冷熱媒大流量換熱,這樣才能有更穩定、均勻溫度的連續流。

4,預混合 mixing
我們推薦瞬時霧化分散、對撞混合的方案。
就是各組分在混和之前,就已經分散成億萬個細微顆粒,然后再對撞混合。
這是乘法,先分散、再混合,瞬時,在線。
保持各反應組分能夠瞬間直接接觸,而不是在后續流程緩慢地、較多地和中間反應產物接觸。
從而保證最少的付產物,最高的收率。
這其實已經是傳質。

5,進一步的傳質、傳熱反應reacting
下一步,才是進入反應器的反應時間過程,熟化。
那么前面的四步,是我們反應器上游的準備階段
* preparing。
如果我們只是關注反應器本身,而忽視反應器上游的準備階段的精細化控制要求,沒有充分認識在線和批處理工藝的差異性,特別是忽略流量、熱量的波動、積分特性,我們的微通道連續流反應的中試、工業化,就會和小試階段發生較大的出入。
廣州埃萌,www.taobaokeo.com,希望為您的連續流的反應的上游,中試、工業化的流量配比、流量計、計量泵組選型、預冷預熱、管閥選型布局、材質選擇,模塊化設備,提供可資參考的方案、意見。

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