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微通道反應(yīng)器的使用方法和主要用途

更新時間:2021-05-27      點擊次數(shù):3572
  微通道反應(yīng)器采用以下3種方法將汽油等液態(tài)碳?xì)淙剂限D(zhuǎn)換成富含H2的混合氣體:(1)部分氧化反應(yīng);(2)自熱重整反應(yīng);(3)水蒸氣重整反應(yīng)。
  隨著微通道結(jié)構(gòu)的使用,蒸飯柜阻礙水蒸氣重整反應(yīng)的換熱限制被微通道內(nèi)的快速動力過程消除,從而使得水蒸氣重整反應(yīng)的3個優(yōu)點可在微通道燃料轉(zhuǎn)化裝置中得以體現(xiàn),即:
 ?。?)由于不受到N2的稀釋,水蒸氣重整產(chǎn)物中的H2含量較高;
 ?。?)通過泵壓縮液態(tài)燃料和水,可直接獲得重整時需要的高壓,從而不必依靠壓縮空氣提高反應(yīng)壓力;
 ?。?)水蒸氣重整法可以通過燃燒燃料電池陽極排氣中的剩余H2為重整提供熱量,從而有效利用能量,而POX法或者ATR法是熱中性或放熱反應(yīng),不能利用陽極排氣。
  微通道反應(yīng)器減小了熱質(zhì)傳遞的阻力,觀察到快速本征反應(yīng)動力,在這種反應(yīng)機理下,反應(yīng)物質(zhì)與催化劑只接觸25ms(常規(guī)為幾秒鐘)便可將99.8%的CO轉(zhuǎn)化。因此,這種采用微通道的水煤氣轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的體積可以比常規(guī)體積減小一到兩個數(shù)量級,從而使它適用于車輛上使用。
  微反應(yīng)器設(shè)備根據(jù)其主要用途或功能可以細(xì)分為微混合器,微換熱器和微反應(yīng)器,由于其內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)使得微反應(yīng)器設(shè)備具有極大的比表面積,可達(dá)攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。微反應(yīng)器有著好的傳熱和傳質(zhì)能力,可以實現(xiàn)物料的瞬間均勻混合和高效的傳熱,因此許多在常規(guī)反應(yīng)器中無法實現(xiàn)的反應(yīng)都可以微反應(yīng)器中實現(xiàn)。
  微通道反應(yīng)器利用精密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應(yīng)器,微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器是一個比較廣泛的概念,并有很多形式,既包括傳統(tǒng)的微量反應(yīng)器,也包括聚合反應(yīng)器、反相膠束條紋反應(yīng)器、微聚合反應(yīng)器和固體模板微反應(yīng)器等。
    這些微反應(yīng)器的對化學(xué)反應(yīng)的共同特點是將其控制在微小的空間內(nèi),反應(yīng)通道的平均尺寸一般為微米甚至納米。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
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