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微通道反应器的使用方法和主要用途
点击次数:571 发布时间:2021-05-27
  微通道反应器采用以下3种方法将汽油等液态碳氢燃料转换成富含H2的混合气体:(1)部分氧化反应;(2)自热重整反应;(3)水蒸气重整反应。
  随着微通道结构的使用,蒸饭柜阻碍水蒸气重整反应的换热限制被微通道内的快速动力过程消除,从而使得水蒸气重整反应的3个优点可在微通道燃料转化装置中得以体现,即:
  (1)由于不受到N2的稀释,水蒸气重整产物中的H2含量较高;
  (2)通过泵压缩液态燃料和水,可直接获得重整时需要的高压,从而不必依靠压缩空气提高反应压力;
  (3)水蒸气重整法可以通过燃烧燃料电池阳极排气中的剩余H2为重整提供热量,从而有效利用能量,而POX法或者ATR法是热中性或放热反应,不能利用阳极排气。
  微通道反应器减小了热质传递的阻力,观察到快速本征反应动力,在这种反应机理下,反应物质与催化剂只接触25ms(常规为几秒钟)便可将99.8%的CO转化。因此,这种采用微通道的水煤气转换器系统的体积可以比常规体积减小一到两个数量级,从而使它适用于车辆上使用。
  微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微反应器,由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着好的传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
  微通道反应器利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器,微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器是一个比较广泛的概念,并有很多形式,既包括传统的微量反应器,也包括聚合反应器、反相胶束条纹反应器、微聚合反应器和固体模板微反应器等。
    这些微反应器的对化学反应的共同特点是将其控制在微小的空间内,反应通道的平均尺寸一般为微米甚至纳米。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道,因此也实现很高的产量。
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