螺紋管式微反應器是一種結合微反應器技術與螺旋管結構的創新型反應設備,其核心在于通過螺旋流動設計強化混合與傳熱,同時利用微通道的幾何特性提升反應效率與可控性。
螺紋管式微反應器結構原理:螺旋流動與微通道的協同作用
螺旋流動設計
螺紋管式微反應器的管道呈螺旋狀盤繞,流體在管內流動時形成連續的螺旋軌跡。這種設計通過以下機制優化反應過程:
強化混合:螺旋流動增加了流體湍流程度,促進反應物與催化劑或反應物之間的充分接觸,縮短混合時間。
高效傳熱:螺旋結構延長了流體與管壁的接觸路徑,增強了傳熱效率,可快速移除或提供反應熱量,避免局部過熱。
延長反應時間:在有限空間內通過彎曲管道增加流體路徑長度,無需增大設備體積即可延長反應停留時間。
微通道特性:
微反應器的通道尺寸通常在微米級(如10-1000μm),其高比表面積(可達10000-50000m²/m³)和短傳質距離(毫米級)顯著提升了傳質速率,使反應物能在毫秒級范圍內混合,加速反應進程。