汽水混合器动态
微混合器越趋向于微型化和集成化
随着纳米材料以及微机电系统的迅速发展,微型化和集成化成为化工技术的一个发展方向,我国微化工技术起源于2000年,经历十年的发展,已经取得了很大的成就。微混合器作为微化工关键设备之一,由于其独特的优越性成为近年来研究的热点之一。
微混合器可以根据有无外界驱动力分为主动式微混合器和被动式微混合器。主动式混合器主要是利用外场的作用产生液体间的相对运动来进行混合,例如微流体超声波混合器、磁力搅拌微混合器、动电式微混合器、压力扰动式微混合器、电渗流微混合器等等。被动式混合器主要依靠管道的内部结构和形状,尽可能增大混合面积以达到增强混合的效果,近年发展出来的微混合器主要有混沌微混合器、T型微混合器、静态微混合器、分流微混合器等等。
微混合器具有许多优点:具有非常大的面容比,具有非常高的传热传质系数,可大幅度提高反应过程中资源和能量的利用效率,同时体现出更高的选择性,具有更高的安全性,并且易于控制,可以实现化工过程的连续和高度集成、分散和柔性生产,并具有易于放大等优点。
国内外近年来的研究热点主要集中在微混合器加工技术、研究流体流动以及混合机理、研究微混合器的性能以及压力降、利用CFD进行模拟等方面,但是由于微尺度理论和技术都不完善,因此微混合器的发展仍旧不成熟。现在微混合器工业化还是一个难点,因为微混合器的处理能力比较低,要想实现工业化规模就必须对微混合器进行放大,如果单单利用微混合器数量的叠加来实现放大,那么其检测和控制的难度将大大增加,对于实际生产来说成本相对比较高。微混合器还有一个缺点就是管道容易堵塞,微混合器现在只能处理相对洁净的物料,而对于有颗粒产生的物料则非常容易堵塞,其清理过程非常复杂。相信在今后几年,微混合器的研究重点将集中在微混合器与其他单元过程的集成,微混合器的放大、工业化应用以及开发新型清洁的微混合器等方面。