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板式微通道连续流光反应器 的工作原理

更新时间:2025-05-21      点击次数:173

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板式微通道连续流光反应器的工作原理基于微通道技术、光学技术与流体力学的协同作用,通过结构设计与反应调控实现高效光化学反应。其核心流程可分为以下四个环节:

1. 微通道流体动力学控制

反应器采用微米级通道网络,通道尺寸通常在10-1000微米范围内。反应物在微型泵驱动下以层流状态连续流动,通过精密设计的流道结构实现快速混合与均匀分散。微通道的高比表面积特性(5000-50000 m²/m³)使流体分子扩散距离缩短,传质效率较传统设备提升1-3个数量级。

2. 光化学激发与能量转化

特定波长光源(如280nm-600nm LED)通过双面光照模块直接照射微通道,光子能量被反应物分子吸收后引发电子跃迁或自由基生成。微通道结构使光程缩短至毫米级,光子吸收效率较传统反应器提升40%以上。

3. 反应热力学动态调控

微通道壁面集成微型热交换器,通过液冷系统将反应热瞬时移除,温度波动控制在±0.5℃以内。例如"心型结构"微通道通过剪切-分流-再结合机制强化传质,同时降低流体压力阻降,特别适用于放热剧烈的光催化反应。

4. 产物连续输出与工艺放大

反应后产物经连续流形式排出,停留时间可通过通道长度(0.1-10m)和流速(0.1-10 mL/min)精确调控。模块化设计支持多反应板并联扩展,从实验室毫升级到工业吨级可实现线性放大,有效规避传统反应器的放大效应。


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