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微反应器强化传热传质在化工过程的应用

收稿日期：2023-09-04 修回日期：2023-09-28 刊出日期：2023-10-23

DOI:10.20078/j.eep.20231001

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    摘要：精细化工、环境保护、生物药物等领域通常对化学反应连续性、选择性、安全性等有较高要求,尤其是在涉及强放热反应时,控制不当极易引起火灾甚至爆炸。 强化传热传质是解决这些问题的关键。 相较于传统的釜式反应器,微反应器具有传质传热效率高、反应参数控... 展开+
    摘要：

    精细化工、环境保护、生物药物等领域通常对化学反应连续性、选择性、安全性等有较高要求,尤其是在涉及强放热反应时,控制不当极易引起火灾甚至爆炸。 强化传热传质是解决这些问题的关键。 相较于传统的釜式反应器,微反应器具有传质传热效率高、反应参数控制精准、可连续化操作和高效安全等优点。 本文总结了微反应器在化工过程的应用,首先分析了微反应器的结构特点与优势,其次总结了强化流体流动、减小传热距离和增大传热比表面积、选择高性能冷却介质以及高导热材料等强化传质传热策略。 然后介绍了微反应器在典型强放热反应中的最新应用,包括过氧化反应、硝化反应和重氮化反应。 最后总结了微反应器技术的机遇和挑战,从而为微反应器在工业生产领域的设计、制造、应用提供指导。

    收起-

    作者：

    • 张仕凯
    • 罗沧海
    • 郑园
    • 肖垚
    • 陈东*

    作者简介

    作者简介：张仕凯(1999—),男,浙江嘉兴人,硕士研究生,研究方向为微化工、数值模拟。E-mail:skzhang@zju.edu.cn
    通讯作者：陈东(1983—),男,福建龙岩人,研究员,研究方向为微流控、微化工、高通量筛选平台等。E-mail:chen_dong@zju.edu.cn

    单位

    • 浙江大学 能源工程学院

    关键字

    • 微化工
    • 微反应器
    • 化工过程强化
    • 传质传热

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目(2021YFC3001100);国家自然科学基金资助项目(22278352)

    引用格式

    张仕凯, 罗沧海, 郑园, 等. 微反应器强化传热传质在化工过程的应用[J]. 能源环境保护, 2023, 37(5):174-182.

    ZHANG Shikai, LUO Canghai, ZHENG Yuan, et al. Enhancements of mass transfer and heat transfer by microreactors and their applications in chemical engineering[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(5): 174-182.

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