本文關(guān)鍵詞：微化工技術(shù)研究進展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

Oct.2007

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現(xiàn)代化工

ModernChemicalIndustry第27卷第10期2007年10月

微化工技術(shù)研究進展

陳光文

(中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧大連116023)

摘要:微化學(xué)工程與技術(shù)著重研究微時空尺度內(nèi)的微型設(shè)備和并行系統(tǒng)中的過程特征和規(guī)律。由于特征尺度的微型化,表

(界)面作用增強,傳遞作用較常規(guī)尺度的設(shè)備中提高了2～3個數(shù)量級。開展微化工技術(shù)研究旨在增強化工過程安全性、促進

過程強化和化工系統(tǒng)小型化,提高能源、資源利用效率,達(dá)到節(jié)能降耗之目的;其成功開發(fā)與應(yīng)用將對化學(xué)化工領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。本文將討論微化學(xué)工程與技術(shù)的最新研究進展。

關(guān)鍵詞:微化工技術(shù);微型化;微反應(yīng)器;微混合器;微換熱器;過程強化中圖分類號:TQ016;TQ-9　

文獻標(biāo)識碼:C　

文章編號:0253-4320(2007)10-0008-06

Advanceandprospectofmicrochemicalengineeringandtechnology

CHENGuang2wen

(DalianInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Dalian116023,Abstract:Microchemicaltechnologyisanewdirectionoriginatinginthe1990s.onthestudyofthechemicalengineeringprocesspropertiesandprinciplesoftheBecauseofthesmalldimensionofthemicrodevices,thespecificsurface,the,andtheeffectoftransportation(flow,heattransferandmasstransfer)transferrates,whichexceedthoseofconventional2sizeddevicesby2-3ordersofThemicrochemicaltechnologycanimprovegreatlytheefficiencyofsystemsanddiminishandapplicationofmicrochemicaltechnologywillmakeagreateffectonthewholerecentadvanceonmicrochemicalengineeringandtechnologywillbediscussedKeywtechnology;miniaturization;microreactor;micromixer;microheater;processintensification

　　微反應(yīng)器是指流體流動通道特征尺度在數(shù)百微

米范圍的反應(yīng)器。微通道內(nèi),流體以微米級厚的薄層相互接觸,可實現(xiàn)快速微觀混合;同時流體與反應(yīng)器壁間有很大的接觸面積,可顯著提高換熱效率。對由混合、傳遞控制的反應(yīng)過程,混合和傳質(zhì)、傳熱的高度強化能夠顯著提高反應(yīng)速率,同時提高反應(yīng)選擇性。通道特征尺度小于火焰?zhèn)鞑サ呐R界尺度以及微反應(yīng)器內(nèi)的小反應(yīng)物持有量,因而微反應(yīng)器具有內(nèi)在安全性,將其應(yīng)用于強放熱及易燃易爆的反應(yīng)過程,能顯著提高反應(yīng)過程的安全性,并實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。由于微反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的模塊化,可實現(xiàn)直接放大,推進實驗室成果的實用化進程。

微化工技術(shù)是20世紀(jì)90年代初興起的多學(xué)科交叉的科技前沿領(lǐng)域,是集微機電系統(tǒng)設(shè)計思想和化學(xué)化工基本原理于一體,并移植集成電路和微傳感器制造技術(shù)的一種高新技術(shù),涉及化學(xué)、材料、物理、化工、機械、電子、控制學(xué)等各種工程技術(shù)和學(xué)

　收稿日期:2007-09-29

科。微化學(xué)工程著重研究時空特征尺度在數(shù)百微米

和數(shù)百毫秒以內(nèi)的化工微型設(shè)備和并行分布系統(tǒng)的設(shè)計、模擬、生產(chǎn)和應(yīng)用等過程的基本特征和規(guī)律。由于微反應(yīng)技術(shù)具有強的傳熱和傳質(zhì)能力,可大幅度提高反應(yīng)過程中的資源和能量的利用效率,減小過程系統(tǒng)的體積或提高單位體積的生產(chǎn)能力,實現(xiàn)化工過程強化、微型化和綠色化。微化工技術(shù)的發(fā)展將會對化學(xué)化工領(lǐng)域產(chǎn)生相當(dāng)?shù)挠绊慬1-5]。

1　過程強化原理

微化工技術(shù)思想源自于常規(guī)尺度的傳熱機理。對于圓管內(nèi)層流流動,管壁溫度維持恒定時,由公式(1)可見,傳熱系數(shù)h與管徑d成反比,即管徑越小,傳熱系數(shù)越大;對于圓管內(nèi)層流流動,組分A在管壁處的濃度維持恒定時,傳質(zhì)系數(shù)kc與管徑成反比(

公式(2)),即管徑越小,傳質(zhì)系數(shù)越大。由于微通道內(nèi)流動多屬層流流動,主要依靠分子擴散實現(xiàn)

　基金項目:國家自然科學(xué)基金(20490208,20676129)、863計劃(2006AA05Z233)和北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室開放基金

(KFJJ06-1)共同資助

　作者簡介:陳光文(1967-),男,博士,研究員,從事微化學(xué)工程與技術(shù)研究工作,0411-84379031,gwchen@dicp.ac.cn。

2007年10月陳光文:

微化工技術(shù)研究進展?9?

流體間混合,公式(3)可知,混合時間t與通道尺度平方成正比。通道特征尺寸減小不僅能大大提高比表面積,而且能大大強化過程的傳遞特性。

Nu=hd/k=3166Sh=kcd/DAB=3166

t=d/DAB

2

(1)

在各種時空尺度內(nèi),半個多世紀(jì)來的自然科學(xué)與工程技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢是微型化,尤其是計算機為代表的信息技術(shù)的更新?lián)Q代和微機電系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展已將“微型化”觀念滲透到人類生活和工作的各個領(lǐng)域,并對人類文明進程產(chǎn)生重大的影響。

20世紀(jì)80年代初,Tuckerman和Pease首次提出了“微通道散熱器”的概念,成功地解決了集成電路大規(guī)模和超大規(guī)�；媾R的“熱障”問題。1985年Swift等首先研制出用于2種流體熱交換的微尺度換熱器。20世紀(jì)90年代初“,微反應(yīng)技術(shù)”概念就迅速引起發(fā)達(dá)國家的研究機構(gòu)和大公司的關(guān)注,美國、德國、英國、法國、日本等重要的研究機構(gòu)、高校以及許多大化工公司(如、Bayer、BASF、UOP等)。自1997,為主題的國4國公司的中心研究室于1993年利用微電,用于生產(chǎn)甲基異氰酸甲酯(MIC)和氰氫酸等有毒物質(zhì),預(yù)計該微反應(yīng)器可年產(chǎn)18tMIC。德國政府于2001年批準(zhǔn)的微反應(yīng)技術(shù)在工業(yè)過程中應(yīng)用的示范項目(DEMiSTM)及歐盟第六框架所實施的Impulse計劃,旨在加速推進“微反應(yīng)技術(shù)”的實用化進程。日本也非常重視這一技術(shù),日本政府在2000年制定的“國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略”中已把微反應(yīng)器技術(shù)列為新的化工技術(shù)之一優(yōu)先加以資助,同時成立國家級的研究

(2)(3)

　　其中Nu為努塞爾數(shù)、Sh為謝伍德數(shù)、D為擴散系數(shù)。

化工過程中進行的化學(xué)反應(yīng)受傳遞速率或本征反應(yīng)動力學(xué)控制或兩者共同控制。就瞬時和快速反應(yīng)而論,在傳統(tǒng)尺度反應(yīng)設(shè)備內(nèi)進行時,受傳遞速率控制,而微尺度反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)由于傳遞速率呈數(shù)量級提高,因此這類反應(yīng)過程速率將會大幅度提高;如氧碘化學(xué)激光器中的激發(fā)態(tài)氧發(fā)生器(氯氣與雙氧水堿溶液反應(yīng))[6]、烴類直接氟化[7]。慢反應(yīng)主要受本征反應(yīng)動力學(xué)控制,其實現(xiàn)過程強化的關(guān)鍵手段之一在于如何提高本征反應(yīng)速率,通�？刹捎锰岣叻磻�(yīng)溫度、改變工藝操作條件等措施;而中速反應(yīng)則由傳遞和反應(yīng)速率共同作用,類似的措施。于中慢速反應(yīng)過程,,,從理論上分析幾。

2　微化學(xué)工程與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

20世紀(jì)50年代末,著名的物理學(xué)家RichardFeynman曾預(yù)言,微型化是未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向。

　　(上接第7頁)

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?10?現(xiàn)代化工第27卷第10期

中心,以推進微反應(yīng)技術(shù)在精細(xì)化工及核化工領(lǐng)域的應(yīng)用。美國則更多的關(guān)注于微反應(yīng)技術(shù)在國家安全領(lǐng)域的應(yīng)用,如微能源和微動力系統(tǒng)、微型化學(xué)激光器、星載化工廠等。目前,德國的多家從事微化工技術(shù)研究和開發(fā)的單位紛紛來中國推廣該技術(shù),其目的是瞄準(zhǔn)并搶占中國巨大的潛在市場。

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所于2000年開展微化工技術(shù)研究,并成立微化工技術(shù)課題組,同時組建了微加工中心,為開展微化工技術(shù)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。國內(nèi)開展與“微化工技術(shù)”相關(guān)研究的單位還有清華大學(xué)[8-9]、華東理工大學(xué)[10-11]等高校。

烯選擇氧化制環(huán)氧乙烷、醇類氧化脫氫、甲苯選擇氧化等),加氫反應(yīng)[22]、氨氧化[23]等。

由于微反應(yīng)技術(shù)固有的優(yōu)點,在實現(xiàn)燃料電池電動汽車和分散電源所需的氫源系統(tǒng)微型化的進程中將會發(fā)揮更大的作用,目前許多研究者多在從事這一技術(shù)的研究與開發(fā)[14,24]。PNNL的研究者[25]對甲烷、甲醇、辛烷等烴、醇類制氫的反應(yīng)過程進行研究,所設(shè)計的微型燃料處理系統(tǒng)由微通道反應(yīng)器和微通道換熱器組合而成。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所也開展了燃料電池氫源系統(tǒng)微型化技術(shù)的研究[26-28],微通道反應(yīng)器中甲醇氧化重整和CO選擇氧化反應(yīng)在空速分別為180000h-1和500000h-1條件下轉(zhuǎn)化率接近100%,顯示出微通道反應(yīng)器超強的傳熱、傳質(zhì)能力。產(chǎn)DuP()。,在進行毒害物質(zhì)的現(xiàn)場生,即使發(fā)生事故,所能泄露的有毒物質(zhì)的量也很少,因此系統(tǒng)具有內(nèi)在的安全性。

由于微反應(yīng)器具有良好的傳遞性能,還可由于進行強放熱反應(yīng)的本征動力學(xué)研究,以及組合化學(xué)如催化劑、材料、藥物等的高通量篩選[16,29]。313　氣-液反應(yīng)微反應(yīng)器具有良好傳遞性能,且主體體積小與內(nèi)在安全性,可實現(xiàn)強放熱(吸熱)反應(yīng)、受傳質(zhì)控制的反應(yīng)、易爆和有毒物質(zhì)的現(xiàn)場生產(chǎn)等過程的連續(xù)操作。目前所開展的反應(yīng)主要有芳環(huán)化合物的直接氟化、液相加氫、硝化、氣-液吸收。芳環(huán)化合物的直接氟化是一個強放熱、易爆炸的反應(yīng)過程。Janisch等[30]采用微鼓泡塔和微降膜反應(yīng)器進行甲苯的直接氟化實驗。由于液體在壁面形成數(shù)十微米厚的液膜,氣-液相界面積相當(dāng)大,微鼓泡塔中的氣-液流型可能為彈狀流和環(huán)狀流,比表面積高達(dá)14800m2/m3;降膜微反應(yīng)器可高達(dá)27000m2/m3,比常規(guī)的實驗室鼓泡塔和工業(yè)反應(yīng)器高一兩個數(shù)量級;收率和選擇性大于實驗室常規(guī)反應(yīng)器評價結(jié)果,而完成反應(yīng)所需時間由幾小時縮短為幾秒。L??ebbecke等[31]采用N2O5作硝化劑,開展了芳烴硝化反應(yīng)的研究,結(jié)果顯示在微反應(yīng)器內(nèi)的硝化反應(yīng)可于室溫下進行,而常規(guī)反應(yīng)器需在-80～-20℃

下進行。由于微反應(yīng)器的優(yōu)良傳遞性能和混合效果,可精確控制反應(yīng)物與產(chǎn)物的停留時

3　微尺度通道內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)

目前,微反應(yīng)器的研究工作主要集中在以下方面[12-16]:生產(chǎn)過程、能源與環(huán)境、化學(xué)研究工具、藥物開發(fā)和生物技術(shù)、分析應(yīng)用等。311　催化劑制備技術(shù)

微反應(yīng)器比表面積大,但比顆粒催化劑仍小個數(shù)量級,而且其主體體積小,傳統(tǒng)的反應(yīng)器有明顯差異技術(shù)之一[17]。,與,需對基體進行預(yù)處理再制備過渡涂層(wash2coating)作為催化活性組分的過渡載體,以提高比表面積,最后在此載體上制備出催化劑�；w預(yù)處理可增強同催化劑層的粘附,延長催化劑壽命;對FeCrAl材質(zhì),可采用陽極氧化、熱氧化處理法和化學(xué)處理法。催化劑制備方法有溶膠-凝膠、懸浮液、噴涂、浸漬、電泳沉積、電化學(xué)沉積和非電解鍍層、化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積(陰極噴射、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積)等,也可采用原位接枝或原位聚合將活性組分固定于微通道表面。此外,納米材料以其“自我修復(fù)、更新、置換”等高功能化的表面特性以及酶的專一選擇性[18],將使微型化學(xué)化工系統(tǒng)更加高效、可靠。微化工技術(shù)與酶和納米催化技術(shù)相結(jié)合將是21世紀(jì)的高新技術(shù)的主流之一,將大大促進微化工技術(shù)的發(fā)展。312　氣相反應(yīng)

強放熱反應(yīng)多為傳質(zhì)控制過程。氣-固催化反應(yīng)通常是一復(fù)雜反應(yīng)過程,因而熱量、質(zhì)量傳遞性能將會影響轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物的選擇性。對氣相反應(yīng)研究較多的主要有氧化反應(yīng)[19-21](如爆炸極限內(nèi)的H2-O2燃燒反應(yīng)、丙烯部分氧化生成丙烯酸、乙

2007年10月陳光文:微化工技術(shù)研究進展?11?

間,因此能有效抑制副反應(yīng),從而使定向硝化成為可能。314　液-液反應(yīng)

液-液微反應(yīng)器可實現(xiàn)流體間快速高效混合,并有很高的傳熱和傳質(zhì)能力,可實現(xiàn)液-液反應(yīng)的優(yōu)化操作。研究工作主要包括硝化反應(yīng)[32]、液-液萃取(核燃料后處理[33])、乳狀液生產(chǎn)、納米粒子合成[34]、高通量篩選、電化學(xué)微反應(yīng)器、光化學(xué)反應(yīng)、電滲流驅(qū)動的液相微反應(yīng)等過程。在生化分析、精細(xì)化工等領(lǐng)域呈現(xiàn)出良好的潛在發(fā)展趨勢。

供氫源具有能量密度大、能量轉(zhuǎn)換效率高、容易運輸和攜帶等特點,在經(jīng)濟性和安全性方面也具有優(yōu)勢,是近期乃至中期最現(xiàn)實的燃料電池氫源載體之一。氫源技術(shù)實用化的根本前提是氫源系統(tǒng)必須實現(xiàn)微型化。

大連化學(xué)物理研究所開發(fā)了千瓦級質(zhì)子交換膜燃料電池用的微型氫源系統(tǒng)。系統(tǒng)集成有甲醇氧化重整、CO選擇氧化、催化燃燒/原料汽化、微換熱等子系統(tǒng)。研制成高性能的甲醇氧化重整催化劑,因此該系統(tǒng)無需CO水氣變換子系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有啟

動快、CO含量低、比功率高(110kW/L)等優(yōu)點,可穩(wěn)定供氫110m3/h,重整氣(干氣)中H2體積分?jǐn)?shù)高于55%,CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于25×10-6。目前已有產(chǎn)品提

4　微化工系統(tǒng)的放大與集成

微化工系統(tǒng)最主要的特征之一———易于并行放

大(numbering2up,或稱數(shù)量放大,即通過設(shè)備單元并聯(lián))。放大主要有2種途徑:內(nèi)部放大和外部放大。內(nèi)部放大包括具有多通道和多尺度結(jié)構(gòu)的單元芯片、單元芯片集成組裝成單元器件;外部放大則由多個單元器件并行組裝成微化工系統(tǒng)。由于微化工系統(tǒng)內(nèi)存在多尺度結(jié)構(gòu),響,、反應(yīng)乃至,大的基本原理[35]。

用。,為,主要受傳熱和傳質(zhì)過程控制。利用微混合技術(shù)的快速高效混合特性,可以實現(xiàn)過程強化和微型化。大連化學(xué)物理研究所微化工技術(shù)組開展了單微通道內(nèi)的流動、混合、傳質(zhì)等,多通道的多尺度結(jié)構(gòu)和流體均布技術(shù)的設(shè)計及微混合系統(tǒng)的放大與集成、制造與封裝等基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究。2007年9月研制成的10萬t/a的用于液-液(液氨稀釋)混合、氣-液(氨氣吸收)混合過程的微混合系統(tǒng)成功地進行了工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模試運行

(圖1)。微混合系統(tǒng)具有無振動、低噪音,混合、換熱效果好、操作穩(wěn)定等現(xiàn)有工藝所無可比擬的優(yōu)越性,其中換熱器體積較傳統(tǒng)換熱器小2個數(shù)量級。該項目的成功實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,必將促

5　國內(nèi)研究工作進展

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所于2000年開

展了微化學(xué)工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,在化工過程強化與化工設(shè)備微型化等方面取得了具有國際影響的一些成果[14,36]。經(jīng)過6年多發(fā)展,已形成了集微加工技術(shù)平臺、微化學(xué)工程與技術(shù)的基礎(chǔ)研究及應(yīng)用開發(fā)于一體的完整的研發(fā)體系。在微通道換熱器和微通道反應(yīng)器的設(shè)計、制造、封裝以及傳遞和反應(yīng)等方面做了大量卓有成效的研究[37-45],為微化工系統(tǒng)的設(shè)計、工程放大等提供堅實的基礎(chǔ)。511　微型氫源系統(tǒng)

進微反應(yīng)技術(shù)在新的化工過程的推廣應(yīng)用。

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是未來電動汽車、潛艇的最佳候選電源,且在移動式電源、家用電站、水下機器人、航空航天等方面有廣闊應(yīng)用前景。氫源技術(shù)是質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)商業(yè)化的瓶頸之一。由于目前氫氣儲存、輸送、分配及加注等環(huán)節(jié)尚存在諸多技術(shù)難點,因而無法滿足各種規(guī)模的燃料電池對分散氫源的需求。而以醇類、烴類等富氫燃料通過重整的方式移動或現(xiàn)場制氫為燃料電池提

圖1　10萬t/a

規(guī)模微混合系統(tǒng)工業(yè)試驗513　芳烴硝化反應(yīng)

化學(xué)工業(yè)中的許多反應(yīng)過程為強放熱,普遍存在爆炸危險。我國化學(xué)工業(yè)由于技術(shù)和裝備落后,

?12?現(xiàn)代化工第27卷第10

期

特別是在設(shè)備放大和過程調(diào)控方面存在許多問題,化工生產(chǎn)過程安全性較差。2005年吉林石化分公司雙苯廠“11?13”爆炸及其所引發(fā)的松花江重大水污染就是一起沉痛的悲劇事件。

有機物硝化是一強放熱快速反應(yīng),若生成熱量不及時移出體系,極易引起爆炸。傳統(tǒng)硝化反應(yīng)常在帶冷卻夾套的攪拌釜式反應(yīng)器內(nèi)進行,換熱面積小,傳熱速率有限,只能通過降低反應(yīng)速率以避免因熱量積累而導(dǎo)致反應(yīng)失控,因而反應(yīng)釜體積大、反應(yīng)時間長,如氯苯硝化制二硝基氯苯的反應(yīng)時間需6～16h。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所利用微反應(yīng)器所具有的高效傳熱、傳質(zhì)能力,進行二硝基氯苯和二硝基甲苯的合成實驗,硝化反應(yīng)時間僅小于5s,可實現(xiàn)該反應(yīng)過程強化和微型化。514　納米材料合成

基于微反應(yīng)技術(shù)的新過程開發(fā)與應(yīng)用。

微化工技術(shù)難點包括微反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、裝配、密封技術(shù)、參數(shù)測量技術(shù)(無接觸測量技術(shù))、系統(tǒng)自動控制技術(shù)、催化劑的壁載或填充技術(shù)、微反應(yīng)器防腐技術(shù)等。因此需大力加強微化學(xué)工程與技術(shù)的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究:微尺度化工系統(tǒng)中的表面和界面現(xiàn)象,微尺度系統(tǒng)中的流動、傳熱、混合和傳質(zhì)特征,微時空尺度下的化學(xué)反應(yīng)行為和特征規(guī)律,微時空尺度化學(xué)反應(yīng)過程的動力學(xué)研究以及催化劑工程化技術(shù);微反應(yīng)芯片表面處理技術(shù)(耐腐蝕性),微尺度化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化、集成及其過程模擬和并行放大規(guī)律,微化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,微化工設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,微化工設(shè)備的先進制造與封裝技術(shù),和使用壽命評價標(biāo)準(zhǔn)。,,面臨著前所未有的機遇和

清華大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國家重點實驗室借鑒膜乳化技術(shù),按多個微通道串并原理,設(shè)計了膜分散式微結(jié)構(gòu)混合器,開展了均相及非均相(液-液、氣-液)體系的微尺度混合與分散、過程的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。2005業(yè)裝置。

、體積、能耗和物耗,并會極大地拓寬它的應(yīng)用面,將是現(xiàn)有化工技術(shù)和設(shè)備制造的一項重大突破,也將會對整個化學(xué)化工領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

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6　、目標(biāo)和前景

由于微化工技術(shù)的研究初期主要在高校和科研機構(gòu)的實驗室研究,產(chǎn)業(yè)界雖有關(guān)注但介入不多,因

此對微化工系統(tǒng)的放大和集成技術(shù)的研究機會少,大大減緩了微反應(yīng)技術(shù)的實用化進程。經(jīng)過10多年的研發(fā)與宣傳推廣工作,目前微化工技術(shù)已處于應(yīng)用前夜。國內(nèi)開展微化工技術(shù)的研究時間短,若能在研究初期就與產(chǎn)業(yè)界合作,可以加速微化工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程,在過程放大和系統(tǒng)集成方面積累經(jīng)驗,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)。

微化工技術(shù)最有希望的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括空間探索等國家安全以及傳統(tǒng)化工技術(shù)的更新?lián)Q代。前者如火星“化工廠”、微型核反應(yīng)堆(高效傳熱、高效燃料后處理技術(shù))、微型化學(xué)激光器、微推進器、高能炸藥的安全生產(chǎn)等;化工過程則包括高效傳熱傳質(zhì)設(shè)備(微混合器、微換熱器、微熱泵、微分離器等)、精細(xì)高值化工產(chǎn)品(尤其是強放熱、易燃易爆過程、危險品生產(chǎn)等,如直接氟化、硝化等)、材料高通量制備(催化材料、納米材料、功能材料等)、微型氫源和燃料電池(車載系統(tǒng))、微型化集成技術(shù)(反應(yīng)、換熱、分離高度集成)、新一代半導(dǎo)體等器件的冷卻技術(shù)以及

究及其進展[J].現(xiàn)代化工,2006,26(3):19-23.

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