研究简报降膜微反应器中犆犗2 化学吸收过程传质行为

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微反应器在化学化工领域中的应用研究

微反应器在化学化工领域中的应用研究摘要：微型化学反应系统又称微反应器，在化学化工领域中有很大的优势，比如它的换热和传质效率很高，对于反应的时间可以进行严格地把控，便于放大进行利用，具有很好的安全性等优点。

相对比于一般的搅拌反应器，微反应器可以进一步使化学反应转化率得到有效地提高，获得更多的产品收率。

但是微反应器也有一定的缺点，比如容易堵塞，催化剂也容易超负荷运行，制造微通道的难度比较大等不足。

因此，本文将对微反应技术进行简要的介绍，并针对微反应器在化学化工领域的应用进行研究和分析，让微反应器发挥出更大的能力和空间，更广泛的在化学化工领域得到科学合理的运用。

关键词：微反应器；化学化工；领域；应用研究引言微反应器按照操作模式的不同，可以分为连续微反应器、间歇微反应器以及半连续微反应器等等。

如果按照反应相态进行分类的话，可以分为气固相催化微反应器、气液相微反应器等等。

如果按照用途进行划分的话，可以分为生产所需要的微反应器，和实验室所需要的微反应器。

微反应器最简单的结构是管式结构，更加复杂的还有微通道结构、和集多种功能为一体的复合式结构。

我们可以根据不同的化学反应情况，比如实验室的温度，实验材料的腐蚀性以及电特性等，去寻找科学、合适的微反应器进行材料的制作。

制作的材料也分为很多的种类，如玻璃，陶瓷以及聚合物等等，其中最经常使用的就是玻璃材料，因为这种材料是化学惰性的，可以在容器中添加电渗流，并且容易制造。

一、微反应器技术的特点1.1精确控制反应时间我们可以通过对微反应器的长度和流率进行控制，来把控反应时间，反应过程中所产生的中间，在分解之前会自动转到下一个反应区域。

因此，微反应器在不稳定中间体中可以得到有效的应用。

但是如果遇到多项体系，控制其流速来对反应时间进行把控，就会使流体流型发生变化，从而对整体的效果产生不好的影响，这种情况下就可以利用微反应器，流体在微反应器中停留的时间越长，效果反而会更好，相关工作人员也应该让流体保持恒定的流速。

微化工系统漪多相流动及其传递反应性能研究进展探析

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科技论坛
姜宝林
（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江齐齐哈尔１６１０３３）摘要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的化工行业取得了较大程度上的发展，为我国国民经济的发展以￣Ｌ＿ｒ－３，ｋ水平的提高做出重要贡献。目前状况下，在化工行业当中，微化工系统已经成为化学工程学科的主要研究热点之一，而微化工系统具有较大的优越性，主要表现在良好的传递以及反应特性，正是由于这一优越性，使得它在多相反应以及分离过程中都受到了较为广泛的关注。目前关于微化工系统的研究主要集中在新型微分散技术、微介观尺度混合、多相传递性能以及反应过程调控等方面，近年来取得了显著的进展。主要针对微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究进展进行研究与分析。
关键词：微化工系统；微分散；传递性能；反应调控
１微化工系统内多相流动和分散规律设备内可以获得微分散的多相流体系，借助微分散体系良好的传根据传递的基本原理，我们可以知道对于多相混合和反应过热、传质性能，就可以对反应器内的混合过程进行强化。利用微分程，尤其是以液相为连续相的过程来说，体系的分散尺度在其中具散体系能够快速传热的特点，能够使反应热得到有效控制。此外，有十分重要的地位与作用。通过对微结构进行有效的利用，微化工由于微反应器设备体积小，因而能够减少物料的滞存，提高反应器系统可以对流体的分散尺度进行一定程度上的降级，具体是将其从的安全性，减少设备的固定投资。借助微化工系统内良好的传递性毫米量级降低到微米量级，这样一来，能够对多相混合和反应过程能，还可以有效地提高带有串联或并联副反应的快速反应体系的的强化起到有效的促进作用。目前状况下，国内外的诸多学者都已选择性。对于带有串联副反应的体系，控制反应完成的时间是关键经对微化工系统内流动规律进行了研究，而研究的内容大多集中于性问题，利用微反应器强化主反应的表观动力学，缩短反应时间，对微设备中分散规律的探讨，并对新高效的分散方法进行发展。而就可以有效地减少副产物的生成。对于带有并联副反应的体系，强从研究体系的角度而言，关于液，液和气，液两相流体系的研究较化反应物的混合，快速消耗反应物，减少反应物与反应产物进一步为充分。发生反应的概率是获得高反应选择性的关键。微反应器良好的混合从微结构的设计角度来看，目前状况下主要存在着如下集中微和传热性恰恰适应了这一点。化工系统设备得到较为广泛的应用，主要有：Ｔ型错流剪切设备、水结束语力学聚焦设备、同轴环管设备以及分枝破碎设备。而对于众多的微本文主要针对微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究化工系统来说，尽管它们外形多样，但如果从分散方法的角度来看，进展进行研究与分析。主要从微化工系统内多相流动和分散规律、基本可以讲其归纳为上述的四种微化工系统。Ｔ型错流剪切是一种微化工系统内的多相传递规律以及微化工系统内多相反应强化和十分重要的流体分散方法，连续相流体通过剪切垂直进入设备的分过程调控三个角度进行阐述与分析。希望我们的研究能够给读者提散相流体，从而对分散相的破碎进行有效的实现。一般情况下，这种供参考并带来帮助。方法在分散结构后续的主通道内得到液柱（气柱）流和液滴（气泡）参考文献流两种分散流型。水力学聚焦是一种将两相流体快速通过狭缝结【１】陈桂光，骆广生，杨雪瑞，等．微混合沉淀技术制备纳米ＴｉＯ颗粒【Ｊ］．构，通过流体急剧的速度变化产生界面不稳定性，实现流体分散的无机材料学报，２００４（５）．方法。这是一种较为容易获得小尺寸的液滴和气泡的分散方法，一［２］ｊ．Ｈ．Ｘｕ，Ｓ．Ｗ．Ｌｉ，Ｃ．Ｔｏｓｔａｄｏ，Ｗ．Ｊ．Ｌａｎ，Ｇ．Ｓ．Ｌｕｏ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄｃｈｉｔｏｓａｎｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓａｎｄｉｎｓｉｔｕｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ般可以实现小于通道尺寸一个数量级的分散流体制备，而通过在该ｏ设备内引入静电场等更强的外场作用，还能够实现小于通道尺寸两ｏｆＢＳＡｉｎａｃｏ－ａｘｉａｌｍｉｃｒｏｌｆｕｉｄｉｃｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］，２００９．个数量级液滴的制备。同轴环管是一种在微小的同心圆管结构中分【３】Ｊ．Ｈ．Ｘｕ，Ｓ．Ｗ．Ｌｉｊ．Ｔａｎ，Ｇ．Ｓ．Ｌｕｏ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｏｆｄｒｏｐｌｅｔｆｏｒ－散液滴的方法，这是一种轴对称的分散方式。这种方法的特点是分ｍａｔｉｏｎｉｎＴ－ｊｕｎｃｔｉｏｎｍｉｃｒｏｌｆｕｉｄｉｃｄｅｖｉｃｅｓ：ｆｒｏｍｓｑｕｅｅｚｉｎｇｔｏｄｒｉｐ－散相流体可以不接触通道壁面，从而没有壁面浸润效应。通过这种ｐｉｎｇ［Ｊ］，２００８．设备可以较为容易地实现对分散相流体的控制，在其内部不仅可以形成稳定的分散结构，也可以形成稳定的层流结构。分枝破碎是种利用分叉通道结构实现液滴再破碎的方法，通过控制出口通道的阻力还可以获得丰富的破碎流型，但由于设备结构复杂，目前该方法的应用还较为少见。２微化工系统内的多相传递规律相对于传统化工系统，微化工系统内流体的流动和分散尺度要小１～２个数量级，这使得微化工系统内的传递过程可以得到有效的强化。通过在反应体系中加入指示剂和荧光探针，可以对微化工系统中单一液滴的传递行为进行有效的表征。研究结果表明，在微化工系统内微米尺度的液滴具有传质系数高、比表面积大的特点，传质过程可以在几秒钟甚至更短的时间内完成。更为重要的是

降膜微反应器中液体的分布特性

收稿日期：２１ — ７１｝修订日期；２１ — ９００００ — ７０００ —５
作者简介：张好翠（９９）女，博士研究生；陈光文（９７，男，研究员，通讯联系人。Ｅｍａｌｇｈｎｄｃ．Ｃ１７～，１６一）－ｉｗｃｅ＠ｉｐａ＿ｒ：ｃｌ基金项目：国家自然科学基金（０７１９０１１０５）９３国家重点基础研究发展计划（Ｏ９Ｂ１９３２６６２，２９１３３８；“ ７ ” ２ＯＣ２９Ｏ）
分布，须对气一液人口结构尺寸进行合理优化设计，以确保其整体性能与单一通道一致。目前微反应
器的入口分布器结构主要包括三角形空腔、构型通道［及柱形缓冲储液分布器等。针对降膜微］３
反应器，与其它结构相比柱形缓冲储液分布器较为适宜，柱形缓冲储液分布器为体积远大于微通道体
流体的均匀分布特性，并提出了优化条件，为降膜微反应器的并行放大设计提供基础。
１实验部分
降膜微反应器的结构示意图如图１所示，图１（）为带有微通道的盖板，液体通过水平分布通ａ
道（平分布通道为具有正方形横截面积的柱体结构，其横截面如图１所示）进行分配，使之均匀水ｃ
终充满流体。实验研究了水平分布通道横截面积、进口方式及微通道数对流体分布的影响规律。结果表明，流体分布均匀度随分布通道横截面积增加雨有所改善，随流量和降膜微通道数的增加而劣化；采用垂直进口方式时，流体分布均匀度有所提高。在实验范围内，流体分布的相对标准偏差小于１，反映了Ｏ所设计的分布通道可实现降膜微反应器内流体的均匀分布。

微界面反应器工作原理

微界面反应器工作原理
微界面反应器是一种利用微结构技术和微流体技术的化学反应设备，其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 微流体控制：微界面反应器通过微流通道的设计和控制，使流体在微尺度下控制流动。

微流体控制能够实现流体的快速混合、加热和冷却等操作，从而提高反应速率和效率。

2. 大比表面积：微界面反应器的微结构和微流通道设计使得反应液体与固体催化剂或界面活性剂之间的接触面积大大增加。

增加接触面积有利于反应物质间的传质和反应速率，从而提高反应效率。

3. 传质控制：微界面反应器中的流体传质过程主要由扩散和对流传质两种方式组成。

微界面反应器的设计可以通过微流通道的尺寸和形状调控扩散和对流传质的比例，从而实现传质过程的控制。

4. 温度控制：微界面反应器由于其微流体特性，使得温度调控更加精确和均匀。

可以通过微热电偶等传感器实时监测温度，并根据需要控制加热或冷却，从而实现对反应温度的精确控制。

总体来说，微界面反应器利用微流体和微结构技术的优势，通过微流体控制、大比表面积、传质控制和温度控制等原理，提高了反应速率和效率，实现了反应过程的精细控制，并在化学合成、催化反应等领域具有广阔的应用前景。

微反应器对化学反应剖析的应用与研究

微反应器对化学反应剖析的应用与研究化学反应是指物质之间发生的物化变化过程，化学反应是形成和改变一切物质的基本手段。

化学反应在生产、生活和科学研究中都有着广泛的应用。

如何更好地理解化学反应的机理和过程，是一直以来化学领域的研究重点之一。

随着微纳技术的发展，微反应器成为了一种研究化学反应机制和过程的新工具，广泛应用于化学反应动力学、反应中间体的探测和表征，以及药物的制备等领域。

一、微反应器的概念及应用微反应器是指尺寸在微米至毫米级别的反应器，在微结构和微流体技术的支持下，通过微流体控制技术实现了反应器的微型化和对反应底物及催化剂的微量控制。

由于微反应器具有体积小、传质速度快、反应效率高等特点，因此被广泛应用于化学反应、生物反应、能源转化等领域。

此外，微反应器还因其体积小、反应时间短、高效瞬时混合等特点，也被广泛应用于药物研发和制备中。

二、微反应器的工作原理微反应器的工作原理主要是基于微流动技术和微结构技术。

微流动技术是指在微米至毫米的尺度范围内，借助于微流体科学的相关理论和实验技术，对流体的性质、行为和控制进行研究和应用的一项学科。

微流动技术的主要特点在于借助于微米级别的空间尺度和微结构控制，使流体在微通道中具有了球形形态、高传质速度和拉伸等特性，进而实现对反应条件的快速精准控制。

微反应器主要包括两种类型：基于注射的微反应器和基于混合的微反应器。

基于注射的微反应器是指在微流通道中，借助于微喷嘴、微输液泵等微机械结构，快速注射反应底物和催化剂，并通过微流体动力学和相界面传质等作用，在微通道内实现快速混合和化学反应。

基于混合的微反应器则是利用微流动技术实现不同流体流动的相遇和混合，进而实现反应条件的控制和化学反应。

三、微反应器的应用前景近年来，随着微纳技术的不断发展和化学领域的不断探索，微反应器已经成为了化学反应动力学和化学反应机制领域的研究热点之一。

微反应器极大地改变了传统化学反应的操作和研究方式，实现了化学反应的微小化和高效化，极大地提高了反应效率和质量，同时也能避免有毒有害物质大面积使用所带来的环境问题。

化工进展-微反应器综述

化工进展-微反应器综述微反应器研究进展与应用龙立S141101059摘要：微反应器作为微化工系统的核心设备，是实现化工过程强化的重要技术基础，近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。

本文介绍了微反应器的原理及其研究进展，阐明了微反应器技术的特点，列举微反应器的应用范围与实例，说明了微反应器的发展前景。

关键词：微反应器，微反应系统。

1绪论微化工技术是20世纪90年代初顺应可持续发展与高技术发展的需要而兴起的多学科交叉的科技前沿领域。

它是集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术，涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。

主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统，常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来达到降低产品成本的目的，而微化工过程则注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及咼度集成等方面⑴。

将部分核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段，它是实现化工过程安全、高效和绿色的重要方法之一[2]。

化工设备的微小型化是现代化工技术发展的一种新理念，它以微尺度流动、分散和传递的基本原理为核心，能够有效强化反应和分离过程，提升生产效率并且大幅缩小设备的体积，有利于化工新过程的快速开发和产业转化。

微型化工器件已成为微型设备的重要组成部分，主要包括微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。

作为微化工技术核心部件的微反应器，其内部通道特征尺度在微尺度范围（10-500卩m），远小于传统反应器的特征尺寸，但对分子水平而言已然非常大，故利用微反应器并不能改变反应机理和本征动力学特性，而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。

2微反应器微结构反应器（简称微反应器）是重要的微化工设备之一，是实现化工过程微小型化的核心装备。

在微化工过程中微反应器担负起了完成反应过程、提高反应收率、控制产物形貌以及提升过程安分离回收难度和成本、减少过程污染等具有重要的意义。

垂直管内TFE_NMP降膜吸收过程中热质传递试验研究_刘艳丽

垂直管内TFE/NMP降膜吸收过程中热质传递试验研究刘艳丽　徐士鸣　张利嵩(大连理工大学动力系　大连　116023) 摘　要　作为一种新型的吸收式制冷工质对———TFE/NMP(2,2,2-trifluo-roethanol/N-methylpyrolidone,中文名:三氟乙醇/氮甲基吡咯烷酮),因其良好的工作特性而被国际制冷界所重视,但有关吸收式制冷/热泵系统运行中的一个重要环节———TFE/NMP降膜吸收过程中的传热、传质现象却少有人进行过研究。

在国家自然科学基金的资助下,我们建立了单根管吸收试验台以研究TFE/NMP降膜吸收过程中热、质传递规律。

在不同TFE/NMP溶液流量和不同冷却水流量条件下,测得两组试验数据。

对试验数据进行处理并对其数据结果加以分析后,得出垂直管内TFE/NMP降膜吸收过程中热量和质量传递规律的一些特性。

主题词　降膜吸收　热、质传递　TFE/NMP　垂直管　试验研究符号说明 A———吸收管内表面积,m2; c p———定压比热容,J/(kg·K); d———直径,m; de———当量直径,m; h———比焓,J/kg; Km———传质系数,kg/(m2·s); L———长度,m; ﹒m———质量流量,kg/s; Δ﹒m———质量差,kg/s; Nu0———充分发展时努谢尔数; Nu i———努谢尔数;Pr———普朗特数;Pr w———壁温下的普朗特数;p v———系统压力,kPa;﹒Q———热流量,W;Re———雷诺数;t———温度,°C;Δt———温度差,°C;U———总传热系数,W/(m2·°C); V———体积流量,l/min; x———质量百分比浓度,wt%;Δx———质量百分比浓度差,wt%;2002年第1期低　温　工　程No.1　2002总第125期CRYOGE NICS Sum　No.125国家自然科学基金资助项目(59876006);辽宁省博士启动基金资助项目(971053)。

气液降膜流动中液相速度波动及其传质研究

第20卷第5期高校化学工程学报No.5 V ol.20 2006 年10月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Oct. 2006文章编号：1003-9015(2006)05-0696-06气液降膜流动中液相速度波动及其传质研究余黎明, 曾爱武, 余国琮(天津大学化学工程国家重点实验室, 天津 300072)摘要：为了研究降膜流动的动力学性质及其对气液传质过程的影响，在气液逆流的不同气液流动条件下采用激光多普勒(laser Doppler anemometer，简称LDA)测量了降膜流动的液相速度分布和瞬时速度波动。

和以往假定液膜外侧为自由表面，液膜表面处剪切力为零的Nusselt模型进行了比较，LDA测量结果表明气液逆流时降膜流动的最大液相速度出现在液膜表面之内，并且是以近界面区域的速度波动为特征的流动。

在相同的降膜装置中进行了乙醇稀溶液的解吸实验，液相传质系数的实验测量值是渗透理论预测值的1~2倍。

实验结果表明液相界面区域的速度波动加快了气液界面的表面更新速率，减小了传质阻力，强化了气液界面的传质过程。

考虑液膜波动特征对气液接触情况的影响，从气液两相接触时间的角度出发，修正了渗透理论对液相平均传质系数的预测，预测结果和实验结果相吻合。

关键词：激光多普勒(LDA)；速度波动；降膜流动；传质系数中图分类号：TQ021.1；TQ021.4 文献标识码：AThe Study on the Liquid Velocity Fluctuation and the Mass Transferin the Gas-Liquid Falling FilmYU Li-ming, ZENG Ai-wu, YU Guo-cong(State Key Laboratory of Chemical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China )Abstract:In order to study the hydrodynamics in the falling film, a laser Doppler anemometer (LDA) was used to measure the local liquid velocity and its instantaneous fluctuations in the falling film of a countercurrent gas-liquid flow. The experimental results show that the significant velocity fluctuation and the maximum velocity might occur in the vicinity of the liquid surface with relativity low liquid Reynolds number. To investigate the influence of the velocity fluctuation on the interfacial mass transfer behavior, the desorption processes of dilute alcohol solution were conducted in the same falling film contactor. The experimental liquid mass transfer coefficients are as much as 1~2 times higher than that predicted by the penetration theory. The experimental results demonstrate that the liquid velocity fluctuation increases the surface renewal and reduces the mass transfer resistance near the gas-liquid surface. Consequently, the mass transfer process is enhanced. Considering the velocity fluctuation effect on the gas-liquid flow, the penetration theory was modified and the predicted liquid mass transfer coefficients agree well with the experimental data.Key words: laser Doppler anemometry (LDA); velocity fluctuation; f alling film; mass transfer coefficient1 引言在实验研究和工业应用中，许多换热和传质过程(如，蒸发、萃取、吸收和解吸等)都涉及到降膜流动过程，其中许多工业装置在相对较低的Re数范围内操作，因而理解降膜的传递特性具有十分重要科研和应用价值。

生物膜微环境和传质现象研究进展_温沁雪

第7卷第6期环境污染治理技术与设备Vol.7,No.62006年6月Techniques and Equi pment for Envir on mental Polluti on Contr olJun .2006生物膜微环境和传质现象研究进展温沁雪1　施汉昌1　陈志强2(1.清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084;2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)摘　要　生物膜法污水处理工艺对污染物的降解去除主要依赖活性生物膜,研究生物膜的结构和传质特性是揭示反应机理和提高反应器处理效率的重要手段。

综述了近年来国外在生物膜微环境和微观传质过程中的研究进展,包括对生物膜微观结构的解析、膜内不同菌系的分布特征及其功能以及生物膜的传质现象和数学模型。

在此基础上,提出了生物膜研究领域今后应开展的研究方向。

关键词　生物膜微环境　传质　数学模型中图分类号　X703 文献标识码　A 文章编号　100829241(2006)0620001205Research progress of m i cro 2env i ronm en tsand ma ss tran sfer pheno m ena i n b i of il mW en Q inxue 1　Shi Hanchang 1　Chen Zhiqiang2(1.State Key Joint Laborat ory of Envir onmental Si m ulati on and Polluti on Contr ol,Depart m ent ofEnvir onmental Science and Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084;2.School of Munici pal and Envir onmental Engineering,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150090)Abstract The perf or mance of bi ofil m waste water treat m ent p r ocess is mainly dependent on the active bi o 2fil m ,therefore,t o study the characteristics of its structure and its mass transfer is an i m portant way t o reveal the reacti on p rinci p les and t o enhance the perfor mance of the p r ocess .The research p r ogress on m icr o 2envir onments and mass transfer in bi ofil m was intr oduced in the article,including the analysis of bi ofil m m icr o 2structure,dis 2tributi on of m icr obial communities and m icr o 2mass transfer in bi ofil m ,aswell as kineticsmodels .Besides,future research directi ons have been put for ward .Key words bi ofil m m icr o 2envir on ment;mass transfer;kinetics models基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478009);中国博士后基金资助项目(2005037368)收稿日期:2005-05-31;修订日期:2005-09-12作者简介:温沁雪(1977～),女,清华大学博士后,研究方向为水污染控制理论与技术。

微通道内co2气体吸收过程的气-液两相流与传质研究

微通道内co2气体吸收过程的气-液两相流与传质研究
微通道内CO2气体吸收是现代化工过程中的一个非常重要的部分，它具有节能减排、简化装置和节约投资等优点。

然而，目前微通道吸收塔的研究主要集中在几何定义、流动座流场特性分析以及传质等方面。

而流体在微通道内的气-液两相流传质机理等方面，还有待进一步深入研究。

最近，对于气-液两相流在微通道内的传质机理进行了研究。

通过模拟数值模型，研究了CO2在微通道吸收塔中的两相流过程，分析了能量守恒原理，得出了CO2的吸收与传质的结果。

结果表明，气体的吸收和液体的传质特征在微通道内都非常显著。

而颗粒物大小及流体物理条件的改变，导致气液分离的变化，从而影响CO2的传质特性。

因此，在实际的工程中，多数情况下，流体间的热传导、传质和湍流等流体现象会深刻影响微通道内CO2吸收传质过程。

气液两相流特性的研究将有助于分析要考虑气体吸收塔的微通道传质特性。

它可以增强气体-液体两相流传质特性，指导设计和制造高效率、低耗能的微通道吸收系统。

此外，气体在微通道内的吸收过程也可能存在着其他的复杂效应，如多相传质和流动区域的湍流等。

此项研究有利于揭示CO2吸收过程的机理，为优化吸收系统提供理论基础。

微通道内气液流动与传质特性的研究进展

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期微通道内气液流动与传质特性的研究进展袁谅1，从海峰1，2，李鑫钢1，2（1 天津大学化工学院，天津 300354；2 天津大学浙江研究院，浙江宁波 315201）摘要：微化工过程具有高效、安全、节能、体积小和高传热传质率等方面的固有优势，其在气液非均相传质与反应强化领域表现出巨大的发展潜力。

本文系统论述了微通道内气液两相流动与传质特性的研究现状，总结了微通道内气液两相流型及分布情况，从操作条件和微通道设计等方面分析了影响两相流型的关键因素，并讨论了多种因素对传质与过程强化的影响方式，对目前研究的微通道内气液两相的传质模型进行了总结分类。

以气液两相在主要流动通道的流动形态为基准，分类介绍了多种气液两相微反应器的最新研究进展。

文中指出进一步探究微化工过程强化方式以及开发新型气液微通道反应器仍是未来微化工研究的重点发展方向。

关键词：微化工技术；气液流动；传质与反应；过程强化中图分类号：TQ021 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0034-15Research progress on gas-liquid flow and mass transfer characteristicsin microchannelsYUAN Liang 1，CONG Haifeng 1，2，LI Xingang 1，2(1 School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, 300354, China;2Zhejiang Institute of Tianjin University, Ningbo, Zhejiang, 315201, China)Abstract: Microchemical processes have inherent advantages in efficiency, safety, energy conservation, small size, and high heat and mass transfer rates, and exhibit enormous development potential in the field of gas-liquid heterogeneous mass transfer and reaction enhancement. This article systematically discussed the currentresearch status of gas-liquid two-phase flow and mass transfer characteristics in microchannels, summarized the gas-liquid two-phase flow shape and distribution in microchannels, analyzed the key factors affecting the two-phase flow shape from the aspects of operating conditions and microchannel design, discussed how multiple factors affect mass transfer and process enhancement, and summarized and classified the currently studied gas-liquid two-phase mass transfer models in microchannels. Based on the flow patterns of gas-liquid two-phase flow in the main flow channels, the latest research progress of various gas-liquid two-phase microreactors was classified and introduced. The article points out that further exploration of strengtheningmethods for microchemical processes and the development of new gas-liquid microchannel reactors are still the key development directions for future microchemical research.Keywords: microchemical technology; gas-liquid flow; mass transfer and reaction; process intensification特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1167收稿日期：2023-07-10；修改稿日期：2023-10-25。

高效薄膜反应器技术在流动合成与微反应中的应用与发展研究

高效薄膜反应器技术在流动合成与微反应中的应用与发展研究引言：高效薄膜反应器技术是一种在流动合成与微反应领域得到广泛应用的新兴技术。

它通过在反应体系中引入薄膜作为反应界面，实现了反应物的有效传质和传热，大大提高了反应效率和产品品质。

本文将探讨高效薄膜反应器技术在流动合成与微反应中的应用与发展研究。

一、高效薄膜反应器技术的基本原理高效薄膜反应器技术基于薄膜反应器的运用，通过在反应器内部引入薄膜，实现反应物与薄膜之间的质量和热量传递。

薄膜作为反应界面，具有高比表面积和良好的传质特性，可以有效减少反应物之间的传质阻力，促进反应物的混合和反应过程。

同时，薄膜的引入也能够有效地控制反应的温度和压力，提高反应的选择性和产率。

二、高效薄膜反应器技术在流动合成中的应用1. 流动合成的优势流动合成是一种将反应物以连续流动的方式输入反应器进行反应的技术。

相比传统的批量反应，流动合成具有体积小、能效高、反应速度快等优势。

通过引入高效薄膜反应器技术，流动合成能够更好地实现反应体系的传质和传热，提高反应效率和产品品质。

2. 薄膜反应器在流动合成中的应用薄膜反应器在流动合成中被广泛应用于各种有机合成反应，例如醇酸酯化反应、酰化反应、氧化反应等。

它可以通过控制薄膜的孔径和材料，调节反应物在反应界面上的停留时间和传质速率，实现对反应过程的精细控制。

三、高效薄膜反应器技术在微反应中的应用与发展1. 微反应的特点微反应是一种在微尺度下进行的反应，其特点是反应物体积小、反应速度快、物质转化率高、废弃物产量少等。

由于反应物与薄膜之间的距离短，微反应具有更高的反应效率和选择性。

2. 薄膜反应器在微反应中的应用薄膜反应器在微反应中的应用主要包括微结构薄膜反应器和微型通道薄膜反应器。

微结构薄膜反应器采用高分子材料制备而成，具有良好的热传导性和机械性能，可以实现高效的传质和传热。

微型通道薄膜反应器则通过在微反应容器内引入薄膜通道，实现反应物与薄膜之间的紧密接触，提高反应效率。

纳米功能膜反应器内传质特性研究

纳米功能膜反应器内传质特性研究传质是化学反应过程的重要环节，对于提高反应效率和降低能耗具有重要意义。

纳米功能膜反应器作为一种新型反应器，具有高效传质和催化性能，因此在化工领域中具有广泛的应用前景。

本文将重点研究纳米功能膜反应器内的传质特性，并探讨不同因素对传质效率的影响。

首先，纳米功能膜反应器内的传质过程受到纳米孔道的尺寸和形状的影响。

纳米孔道尺寸的减小会导致表面积增大，进而增强传质效果。

此外，不同形状的纳米孔道对传质效率也有影响。

实验结果表明，球形和柱状的纳米孔道更有利于传质过程。

因此，设计和控制纳米孔道的尺寸和形状是提高传质效率的关键因素之一。

其次，纳米功能膜反应器内的传质过程受到膜材料的选择和结构的影响。

膜材料的选择应具有良好的传质性能、化学稳定性和机械强度。

同时，膜的结构也对传质性能有重要影响。

多层膜结构和膜表面的功能化改性可以增加传质路径和提供更多的表面反应活性位点，从而提高传质效率。

因此，合理选择和设计纳米功能膜反应器的膜材料和结构，是实现高效传质的关键措施。

另外，温度和压力等操作条件也对纳米功能膜反应器内的传质特性产生影响。

温度的增加会提高传质速率，因为温度升高能够增加分子的运动速度和能量。

但是，过高的温度也可能引起反应物的分解或产生副反应。

压力的增加可以提高传质速率，因为压力增大能够改变物质的相态，增加传质通道。

然而，过高的压力可能导致膜的破裂或过高的能耗。

因此，合理选择操作条件和优化反应器的传质环境，对于实现高效传质至关重要。

此外，溶液性质和物质浓度也是影响纳米功能膜反应器内传质特性的重要因素。

不同物质的溶解度和扩散系数不同，影响了传质速率。

溶液中物质的浓度高低也会影响传质效果。

实验结果显示，在低浓度条件下，传质速率线性增长；当浓度过高时，浓度极化效应会降低传质效率。

因此，合理选择溶液性质和控制物质浓度，对于提高传质效率具有重要意义。

最后，纳米功能膜反应器内传质特性的研究还需结合数值模拟和实验分析相结合的方法。

微反应器在化学化工领域中的应用

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第1期·10·化工进展微反应器在化学化工领域中的应用刘兆利，张鹏飞（天津大学化工学院，天津 300072）摘要：微反应器是微型化学反应系统，具有换热和传质效率高、严格控制反应时间、易于放大、安全性能好等特点。

和传统搅拌反应器相比，这些特点使得微反应器在缩短反应时间、大幅度提高化学反应的转化率和产品收率等方面展现出一定的优势。

但微反应器也存在易堵塞，催化剂负载、微通道的设计与制造难度大等问题。

本文介绍了近年来快速发展的微反应器技术，回顾了微反应器的特点，重点探讨微反应器在化学化工领域的应用以及微反应器在精细化工和制药工业、生物化工领域的应用实例，讨论了微反应器目前存在的诸多挑战。

微反应器目前是化学和化工学科的前沿和热点方向，分析表明微反应器仍然有很大的发展空间，有潜力改变化学化工前景。

提出应进一步深入系统地认识微反应器内化学反应以及微通道设计的基本规律和机理，将微反应器技术引入更广泛的反应体系中，加强微反应器的集成化水平。

关键词：微反应器；微通道；微尺度；层流；安全中图分类号：TQ 052 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）01–0010–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.002Applications of microreactor in chemistry and chemical engineeringLIU Zhaoli ，ZHANG Pengfei（School of Chemical Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）Abstract ：Microreactor belongs to the miniature chemical reaction system ，which has some characteristics of high heat- and mass- transfer rates ，strictly-controlled reaction time ，easy scale-up ，excellent safety performance ，and so on. Comparing with the common batch reactors ，advantages of microreactors are reducing reaction time ，greatly promoting conversion and yields. On the other hand ，there are some existing challenges ，such as the clogging problem ，catalyst loading ，design and fabrication of microchannels ，and so on. This paper aims to introduce the microreactor technology ，which has been growing rapidly in recent years. Some of the basic characteristics of microreactor are summarized focusing on applications of microreactor in chemistry and chemical engineering as well as some of typical examples of existing in fine chemical and pharmaceutical industry. A variety of challenges are also discussed. Microreactor is a frontier and hot topic in the research of chemistry and chemical engineering and analysis shows that microreactor still has very big development space and has the potential to change the chemistry and chemical engineering landscape. In the future ，further in-depth and systematic understanding of the regularities and mechanisms of chemical reaction in microreactor and design of microchannels should be emphasized. Introducing the microreactor technology into more reaction systems and further improving the integration level still need to be perfected.Key words ：microreactor ；microchannels ；microscale ；laminar flow ；safety 收稿日期：2015-07-08；修改稿日期：2015-07-29。

生物界面反应中的流体流动传质行为研究

生物界面反应中的流体流动传质行为研究摘要生物界面反应是生物体内部和外部环境之间的重要交互方式。

流体流动传质行为在生物界面反应中具有重要的影响。

本文综述了生物界面反应中的流体流动传质行为的研究进展，分析了其影响因素和机制。

进一步，介绍了相关实验和模拟方法，并探讨了未来研究的方向和挑战。

1. 引言生物界面反应是生物体内部和外部环境之间的重要交互方式。

在这些反应中，流体流动传质行为是一个关键的过程，直接影响生物体对营养物质的吸收和排泄，细胞的生长和分裂，以及生物体对外界环境的适应能力。

了解和研究生物界面反应中的流体流动传质行为对于深入理解生物体结构和功能、生态环境的保护和修复，以及生物工程和药物研发具有重要的意义。

2. 流体流动传质行为的基本原理在生物界面反应中，流体流动传质行为的基本原理根据流速分为层流和湍流两种模式。

层流模式下，流体的流速较慢，流体分子之间存在较强的相互作用力，传质效率较高。

湍流模式下，流体的流速较快，流体分子之间的相互作用力较小，传质效率较低。

在生物界面反应中，湍流模式的流体速度较大，但是对于某些生物体结构和功能的维持和发挥有重要作用。

3. 影响因素和机制生物界面反应中的流体流动传质行为受到多种因素的影响。

其中，流体的物理性质（如粘度、密度和表面张力）、生物界面的形态和结构、温度、压力等因素都会对流体流动传质行为产生影响。

此外，生物体内部的气体和液体的含量、生物组织的通透性、生物体的代谢活动等也会对流体流动传质行为产生重要影响。

在生物界面反应中，流体流动传质行为的机制主要有扩散、对流和迁移三种方式。

扩散是指物质由高浓度区域向低浓度区域的无需外力的自然传输。

对流是指由于流体的流动而引起物质的传输。

迁移是指生物体内部的流体流动通过动物体的移动或其他因素而引起物质的传输。

这些机制相互作用，共同决定了生物界面反应中流体的流动和物质传输的行为。

4. 实验方法和模拟方法为了研究生物界面反应中的流体流动传质行为，科学家们开发了一系列的实验方法和模拟方法。

微反应器技术在精细化工中的应用

微反应器技术在精细化工中的应用摘要：在科技水平的发展之下，微反应器技术说平也在化工产业中得到了广泛的应用，微反应器是一种连续管道式反应器，由控制器、换热器、混合器、反应器几个部分组成，但是其管道尺寸较小。

微反应器是由一些10-500μm的微管道组成，有着十分理想的混合效率与换热效率，可以很好的控制反应物料与反应温度的精确配比，本文主要分析微反应器技术在精细化工中的应用。

关键词：微反应器技术精细化工中应用近年来，在科技水平的发展之下，微反应器技术说平也在化工产业中得到了广泛的应用，微反应器是一种连续管道式反应器，由控制器、换热器、混合器、反应器几个部分组成，但是其管道尺寸较小。

微反应器是由一些10-500μm的微管道组成，有着十分理想的混合效率与换热效率，可以很好的控制反应物料与反应温度的精确配比，从而提升了化工生产的安全性与选择性，下面就针对微反应器技术在精细化工中的应用进行深入的分析。

一、微反应器反应特征分析1.反应温度能够精确的控制微反应器有着良好的换热效率，能够在反应过程中迅速释放出热量，与能够维持反应的温度，在强放热反应中，常规反应器换热效率与混合速率并不理想，在各种因素的影响下，常会发生局部过热现象。

在精细化生产工作中，若剧烈反应的热量未及时排除，就会引起冲料事故，情况严重时甚至会发生爆炸。

2.小试工艺能力直接放大在精细化工之中多应用间歇式反应器，在使用微反应器来生产时，只要增加微通道即可实现相应的功能，这就可以有效解决小试用反应器变大的问题，这即可有效缩短试验时间，对于促进精细化工业的发展有着十分积极的效用。

3.物料能够精确比例，实现瞬时混合精细化工对于反应物料配合比有着精确的要求，若未达到相应的标准，就可能导致反应过程中出现副产物，这一现象在常规反应器中是广泛存在的。

与常规反应器相比，微反应器反应通道能够精确到几十微米，可以实现精确的配比，有效防止副产物的形成。

4.有着良好的操作性微反应器是一种密闭性反应器，能够实现对反应温度的精确控制，其制作材料可以为各种不同的耐腐蚀、高强度材料，操作性十分理想。

气_液两相降膜流动及传质过程的CFD研究

第19卷第4期高校化学工程学报No.4 V ol.19 2005 年 8 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Aug. 2005文章编号：1003-9015(2005)04-0438-07气-液两相降膜流动及传质过程的CFD研究谷芳, 刘春江, 余黎明, 周超凡, 袁希钢, 余国琮(天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室, 天津 300072)摘要：利用VOF法建立了考虑表面张力动量源项、气液相间摩擦力动量源项以及相间传质源项的CFD计算模型，定量描述了气-液两相逆流降膜传质过程。

根据CFD模型，计算了不同液相进口浓度和不同气相流量条件下，异丙醇稀溶液的解吸过程，模拟得到的液相出口浓度与实验数据吻合很好。

相界面处的浓度分布表明，随自由表面波动，界面浓度会发生剧烈脉动。

液相总传质系数增强因子R的实验值与CFD模拟均表明，即使在很小的传质推动力下R也大于1。

由于CFD模型不考虑Rayleigh-Bėnard-Maragoni效应，则这种现象，可解释为界面波动对传质增强的结果。

这也证明增强界面波动是一种强化传质分离过程的有效途径。

关键词：计算流体力学(CFD)；降膜；两相流；解吸；传质中图分类号：TQ021.4；TQ028.17文献标识码：AThe CFD Simulation of Mass-Transfer Process in Falling Film withCountercurrent Two-Phase FlowGU Fang, LIU Chun-jiang, YU Li-ming, ZHOU Chao-fan, YUAN Xi-gang, YU Guo-cong (State Key Laboratory of Chemical Engineering (Tianjin University), School of Chemical Engineering andTechnology, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract: A CFD model using the volume of fluid (VOF) method was presented for predicting the mass-transfer process of the two-phase countercurrent falling film, in which the momentum source term including surface tension and interface shear stress and a mass-transfer source term were given. The model was applied to simulate the stripping process of 2-Propanol dilute solution. It is found that the simulated outlet liquid concentrations under different inlet liquid concentrations and various gas flow rates are in good agreement with the experimental data. The simulations also confirm that with free surface waving the interface concentration fluctuate violently. The enhancement factor R from experiment and CFD simulation are both larger than 1, even under the little mass-transfer impetus. Since the Rayleigh-Bėnard-Maragoni effect was not considered in the CFD model, the conclusion can be regarded as that in the simulation, the results of the enhancement of the mass-transfer process is caused by fluctuating interfacial waves, which also proves that fluctuating the interfacial waves is an effective means to enhance the separation efficiency.Key words: computational fluid dynamics (CFD); falling film; two-phase flow; stripping; mass-transfer1前言气-液两相逆流降膜流动过程是许多化工设备中常见的流动形式，如液膜在规整填料片上的流动、湿壁塔中的降膜流动等。

氨水降膜吸收传热传质强化的研究进展

低温与超导第38卷　第12期制冷技术R e f r i g e r a t i o n C r y o .＆S u p e r c o n d .V o l .38　N o .12收稿日期:2010-08-31基金项目:国家自然科学基金(50606027);上海市教委科研创新项目(10Y Z 100);上海市重点学科建设项目(S 30503)U Q E 资助。

作者简介:武润宇(1985-),男,硕士生,主要研究方向为吸收制冷传热传质强化技术。

氨水降膜吸收传热传质强化的研究进展武润宇,武卫东,陈盛祥,庞常伟,刘四美(上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093)摘要:综述了近年来应用于氨水降膜吸收性能强化的研究成果,总结了氨水降膜吸收的强化方法,分析了氨水降膜吸收过程中的影响因素,指出研究中的一些不足,并对该领域未来的研究方向进行了讨论,指出采用物理处理、化学处理和纳米技术三种强化手段相结合的方法是未来强化吸收可能的发展趋势。

关键词:氨水;降膜吸收;强化;传热传质R e s e a r c hp r o g r e s s i n h e a t a n d m a s s t r a n s f e r e n h a n c e m e n t o f t h e a m m o n i a f a l l i n g f i l m a b s o r p t i o nWuR u n y u ,Wu We i d o n g ,C h e nS h e n g x i a n g ,P a n g C h a n g w e i ,L i uS i m e i(S c h o o l o f E n e r g y ＆P o w e r E n g i n e e r i n g ,U n i v e r s i t y o f S h a n g h a i f o r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,S h a n g h a i ,200093,C h i n a )A b s t r a c t :T h e s t u d i e s i n r e c e n t y e a r s o np e r f o r m a n c e r e i n f o r c e m e n t i n t h e a m m o n i a f a l l i n g f i l ma b s o r p t i o n w e r e i n t r o d u c e d .T h e e n h a n c e m e n t m e t h o d sa n di n f l u e n c i n gf a c t o r s w e r es u m m a r i z e da n da n a l y z e d .S o m ed e f i c i e n c i e si nt h i ss t u d yf i e l dw e r e p o i n t e d o u t a n df u t u r e r e s e a r c h d i r e c t i o n s w e r e d i s c u s s e d .I t i s p o i n t e d o u t t h a t a c o m b i n a t i o nw a y o f p h y s i c a l t r e a t m e n t ,c h e m i c a l t r e a t m e n t a n dn a n o t e c h n o l o g y a p p l i c a t i o ni s p r o b a b l y t h e t r e n d o f s t r e n g t h e n i n gt h e a b s o r p t i o np e r f o r m a n c e i n t h e f u t u r e .K e y w o r d s :a m m o n i a ,f a l l i n g f i l ma b s o r p t i o n ,e n h a n c e m e n t ,h e a t a n dm a s s t r a n s f e r1　引言近年来,由于能源危机及世界环境问题的日益严重,自然工质制冷剂越来越受到人们的重视。

微化工技术-微反应器研究的进展及应用

微化工技术-微反响器研究进展及应用-微反响器作为微化工系统的核心设备，是实现化工过程强化的重要技术根底，近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。

本文介绍了微反响器的原理及其研究进展，说明了微反响器技术的特点，列举微反响器的应用范围与实例，说明了微反响器的开展前景。

微化工技术是20世纪90年代初顺应可持续开展与高技术开展的需要而兴起的多学科穿插的科技前沿领域。

它是集微机电系统设计思想和化学化工根本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术，涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。

主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统，常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来到达降低产品本钱的目的，而微化工过程那么注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及高度集成等方面[1]。

将局部核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段，它是实现化工过程平安、高效和绿色的重要方法之一[2]。

化工设备的微小型化是现代化工技术开展的一种新理念，它以微尺度流动、分散和传递的根本原理为核心，能够有效强化反响和别离过程，提升生产效率并且大幅缩小设备的体积，有利于化工新过程的快速开发和产业转化。

微型化工器件已成为微型设备的重要组成局部，主要包括微混合器、微型反响器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。

作为微化工技术核心部件的微反响器，其内部通道特征尺度在微尺度范围〔10-500μm〕，远小于传统反响器的特征尺寸，但对分子水平而言已然非常大，故利用微反响器并不能改变反响机理和本征动力学特性，而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。

2微反响器微构造反响器〔简称微反响器〕是重要的微化工设备之一，是实现化工过程微小型化的核心装备。

在微化工过程中微反响器担负起了完成反响过程、提高反响收率、控制产物形貌以及提升过程安别离回收难度和本钱、减少过程污染等具有重要的意义。

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１卷第３期第６０１０年３月２
化工学报ＩＥＳＣＪｏｕｒｎａｌＣ
ｏｌ．６１Ｎｏ．３Ｖａｒｃｈ０１０Ｍ２
檭殐檭檭檭檭檭檭殐 Nhomakorabea研究简报
降膜微反应器中犆犗２化学吸收过程传质行为
犕犪狊狊狋狉犪狀狊犳犲狉犫犲犺犪狏犻狅狉狊犻狀狆狉狅犮犲狊狊狅犳犮犺犲犿犻犮犪犾犪犫狊狅狉狋犻狅狀狆狅犳犆犗狀犳犪犾犾犻狀犻犾犿犿犻犮狉狅狉犲犪犮狋狅狉狊２犻犵犳
可得气相总传质系数
犓Ｇ＝犌Ｎ２犚犜犠犔犢（
ｉｎ
犢ｉｎｌｎ－犢ｏｕｔ＋犢ｏｕｔ
）
（）２
１ＣＯ２吸收实验
设计了４种降膜微反应器（，ＦＦＭＲ Ⅰ ～ Ⅳ ）微通道深０．３ｍｍ、宽１ｍｍ，通道数量为２０。气室形状为长方形空腔，具体尺寸列于表１，其基本结构和实验流程见文献［］。Ｎ１１Ｏ２、Ｃ２分别经质量流量控制器，并经混合器混合后形成气相混合气，采用皂沫流量计和色谱标定其流量和组成。开始实验时，先将ＮａＯＨ溶液泵送入降膜微反应器－１的微通道内以形成降液膜，流量大于５ｍ ·ｍｌｉｎ
，
犌狉犪犱狌犪狋犲犛犮犺狅狅犾狅犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犻狀０００４９，犆犺犻狀犪）犳犆狔狅犳犛犼犵１
引言
气体吸收过程效率与气液接触器的几何结构密
１］切相关［。降膜微反应器作为一种新型的气液微接
［］８
触完成吸收反应。测定气相出口尾气流量与组成，分析液相出口中ＣＯ２吸收量。实验于室温下进行，物性参数列于表２。
２降膜微反应器中的传质公式推导
气相中Ｃ液界面扩散进入液相与Ｏ２通过气ＮａＯＨ发生反应。本实验条件下，液相主体ＣＯ２浓度为０。假设气液相界面是平的，对图１所示的气相微单元进行质量衡算，建立如下微分方程式
成膜临界流量、液泛现象及液侧传质系数等研究。本文将采用ＣＯＮａＯＨ溶液为吸收剂２２混合气，Ｎ进行气液传质实验考察降膜微反应器内的气相传质特性，为降膜微反应器的实际应用提供气相传质方面的理论依据。
犘犌Ｎ２其中，；边犢为ＣＯ狀Ｎ２＝２与Ｎ２的摩尔比，犚犜界条件为：犺＝０，犢＝犢ｉ犺＝犔，犢＝犢ｏｎ；ｕｔ；积分
２张好翠１，，乐军１，陈光文１，袁权１
檭檭殐
：）ｗ犃犫狊狋狉犪犮狋Ｇａｓｐｈａｓｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｆａｌｌｉｎｉｌｍｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒｓ（ＦＦＭＲｓｉｔｈｔｈｅａｂｓｏｒｔｉｏｎｏｆＣＯｎｔｏｇｆｐ２ｉａｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆＮａＯＨｗａｓｉｎｖｅｓｔｉａｔｅｄ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌａｓｈａｓｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｑｇｇｐ，ＮａＯＨｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｂｕｔｄｅｃｒｅａｓｅｓａｓｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣＯｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｓａｎｅｎｔｒａｎｃｅｅｆｆｅｃｔ２ｉ，ｈｉｎｄｅｒｉｎｈｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｗｈｉｃｈｉｓｃａｕｓｅｄｂｈｅｄｅａｄｖｏｌｕｍｅｆｏｒｇａｓｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｔｈｅｇａｓｃｈａｍｂｅｒｉｎｇｔｙｔｐＦＦＭＲｓ．ＴｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｅｆｆｅｃｔｈａｓａｌａｒｅｒｉｍａｃｔｉｎａｓｈｏｒｔｅｒＦＦＭＲｏｗｉｎｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｌａｒｅｄｅａｄｇｐｇｔｙｌｇｖｏｌｕｍｅｗｉｔｈｒｅｓｅｃｔｔｏｔｈａｔｏｆｇａｓｃｈａｍｂｅｒ．Ａｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｄｅｔｈｏｆｇａｓｃｈａｍｂｅｒｆａｃｉｌｉｔａｔｅｓｔｈｅｍａｓｓｐｐ，ｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｇａｓｈａｓｅｅｎｔｒａｎｃｅｏｒｇｅｏｍｅｔｒｆｔｈｅｇａｓｃｈａｍｂｅｒｓｈｏｕｌｄｂｅｄｅｓｉｎｅｄｐｙｏｇａｒｏｒｉａｔｅｌｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｅｆｆｅｃｔａｎｄｉｍｒｏｖｅｔｈｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒ．ｐｐｐｙｔｐ：；ｍ；ｍ犓犲狅狉犱狊ｆａｌｌｉｎｉｌｍａｂｓｏｒｔｉｏｎ；ｇａｓｐｈａｓｅｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｇｆｐ狔狑
］］２３４］、催化加氢［、吸收［、光应器已用于直接氟化［］］５６催化氯化［以及臭氧化［等反应过程的研究。［］Ｚａｎｆｉｒ等４模拟了降膜微反应器ＣＯ２化学吸收过程，认为气液传质阻力主要在液膜；相同气
檭檭檭檭檭殐
１（中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连１）１６０２３；２中国科学院研究生院，北京１０００４９
关键词：降膜吸收；气相传质系数；微反应器；微通道中图分类号：ＴＱ０２１．４文献标识码：Ａ文章编号：０）０４３８－１１５７（２０１０３－０６３５－０７
表１降膜微反应器的结构尺寸犜犪犫犾犲１犉犉犕犚狊狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犲狅犿犲狋狉犻犮犪犾狊犮犪犾犲犵
ＦＦＭＲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ／Ｌｅｎｔｈｏｆｈａｓｅｃｏｎｔａｃｔｍｍｇｐ４０６０８０６０／Ｄｅｔｈｏｆａｓｃｈａｍｂｅｒｍｍｐｇ１．４５１．４５１．４５３．０
触设备，因其通道特征尺寸为微米量级，具有优良的传热、传质特性，在气体吸收、气液或气液固多相反应方面有良好的应用前景。目前，降膜微反
相流量条件下，气室深度并不影响ＣＯ２的转化率。
［］ＡｌＲａｗａｓｈｄｅｈ等７研究了降膜微反应器中的液相分布特性和微通道润湿性及形状对反应过程的影
犢＝犓Ｇ犘－狀Ｎｄ２犢犠ｄ犺１＋犢
（）１
犚犲＜３０的气相传质系数与犚犲间的关系。目前报道的关于降膜微反应器内气相传质过程研究大多基于
模拟，实验研究较少，且结论并不一致。在前期工作中
［］１１
，作者开展了降膜微反应器内的液膜流型、
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１１］以避免液膜破裂［。待形成稳定降液膜后，再将