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微化工技术指引化工过程巨变

微化工技术指引化工过程巨变

本文摘要:目前,我国化学工业不存在着设备可观、能耗低、污染轻、资源浪费、效率低等诸多问题,如何有效地解决问题这些难题,已沦为化学化工研究和生产者必需付出代价的众多挑战。国内化学工程领域的知名*、中国工程院院土袁权指出,微化工技术的顺利研发与应用于,将不会转变现有化工设备的性能、体积、能耗和物耗,对化学化工领域的发展产生根本性影响。 化学工业中的许多反应属强放热反应过程,不存在发生爆炸危险性,使用微反应技术需要提升过程的效率,提高过程的安全性。

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目前,我国化学工业不存在着设备可观、能耗低、污染轻、资源浪费、效率低等诸多问题,如何有效地解决问题这些难题,已沦为化学化工研究和生产者必需付出代价的众多挑战。国内化学工程领域的知名*、中国工程院院土袁权指出,微化工技术的顺利研发与应用于,将不会转变现有化工设备的性能、体积、能耗和物耗,对化学化工领域的发展产生根本性影响。

化学工业中的许多反应属强放热反应过程,不存在发生爆炸危险性,使用微反应技术需要提升过程的效率,提高过程的安全性。以计算机为代表的信息技术的更新换代和微机电系统(MEMS)的发展,使得“微型化”观念渗透到人类生活和工作的各个领域,并沦为科学技术发展的最重要方向。袁权院士认为,经历了“单元操作者”和“三记一鼓吹”两大发展阶段,化学工程科学的研究范围于是以渐渐向微尺度领域扩展。据介绍,微化学工程与技术集MEMS设计思想和化学化工基本原理于一体,侧重研究时空特征尺度在数百微米和数百微秒以下时,化工微型设备的设计、仿真、生产和应用于等过程的基本特征和规律。

与传统化工设备比起,微化工设备具备低传送速率、更容易必要缩放、安全性低、易于控制等优点,可实现化工过程的倒数和高度构建、集中与柔性生产。微反应技术具备强劲热传导和传质能力,可大幅度提高反应过程中资源和能量的利用效率,构建化工过程的增强、微型化和绿色化。由于特征尺度的微型化,微化工技术的发展不仅在技术领域包含了根本性挑战,也为科学领域带给了许多全新的问题。

在微尺度的化工系统中,传统的“三记一鼓吹”理论必须修正、补足和创意;许多宏观的规律有可能仍然限于。因此,微尺度下的表面和界面效应,微过程的测量、分析、掌控等基础研究尤为重要。目前,微反应系统的研究工作主要集中于在生产过程、能源与环境、化学研究工具、药物研发和生物技术、分析应用于等领域。

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事实上,自20世纪90年代初开始,微反应技术就引发了美国、德国、法国、日本、英国等发达国家的普遍注目,各国政府都陆续制定研究计划,以前进“微反应技术”的实用化进程。中科院沈阳化物所以袁权院士为代表的科研团队,于2000年在我国*开始了微化工技术的研究,至今已构成集微加工技术平台、微化学工程与技术的基础研究及应用于研发于一体的研发体系。据报,沈阳化物所研发的千瓦级质子互相交换膜燃料电池所用的微型氢源系统,具备启动慢、一氧化碳含量较低、比功率高等优点,为我国氢能及燃料电池的多元化发展奠下了技术基础。

该所研发的用作液-液混合的万吨级微混合系统,顺利地展开了工业侧线实验。他们利用微反应器具备的高效热传导、传质能力,使二硝基氯苯的制备时间显著延长。

作为我国微化工技术开发的另一阵地,清华大学化学工程牵头国家重点实验室也不甘示弱。他们糅合膜乳化技术,于2005年顺利研发了以万吨级膜集中微结构反应器制取单集中纳米碳酸钙的工业装置。袁权院士预计,未来5至10年内,微反应技术将不会在实验室、现有设备改建、微反应器件与传统过程设备构建、微型氢源系统、个人产品等方面构建突破并顺利应用于;特别是在在适应环境市场需求的中等规模生产能力减少设备费用以及构建过程安全性等方面,以及在诸如高附加值细致化学品的精密化工生产领域,将未来将会*获得应用于。


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