微通道的構建與其內氣液和液液傳質過程的實驗研究.pdf

1、本論文著眼于微通道反應器中的傳質過程的研究，分別制作了管徑在500μm左右的玻璃毛細管和當量直徑為90μm的矩形金屬微通道。利用上述設備進行了微通道內水吸收CO2和煤油-水-乙酸的萃取實驗。旨在考察特征尺度在微米級的微通道內的氣液傳質過程和液液傳質過程。 本文通過實驗證明了超快激光刻蝕法在加工微通道反應器中的可行性，并有效利用了常見的玻璃毛細管進行了微通道傳質實驗。同時，也證明了采用硅橡膠對金屬微通道基板并進行機械加固密封的方法

2、是可行的，實驗可在一定流速范圍內進行傳質實驗。本文工作通過實踐證明，在氣體和液體表觀流速分別為0.84～7.64m/s和0.08～1.27m/s的范圍內，毛細管內的液側體積傳質系數(shù)主要受液體表觀流速影響，而氣體表觀流速對傳質系數(shù)的影響較小。矩形金屬微通道內的氣液傳質實驗得到了毛細管內相似的結論，傳質系數(shù)隨液體表觀流速的增大而顯著增加，氣體表觀流速隨著微通道尺寸的減小而對傳質過程的影響愈加微弱。與毛細管微通道相比，由于尺寸的大幅度降低，導

3、致擴散路徑的縮短，矩形金屬微通道展現(xiàn)了超高的傳質性能，有著良好的工業(yè)應用前景。微通道內的液液傳質實驗證明，微通道反應器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在氣液相和氣液固催化反應中。進一步分析表明，微通道內的不同流體組分通過層流的形式在低流速下依靠分子擴散進行傳質，超高的傳質效率和緩慢的流體流速是微通道內傳質過程的主要特征。同時，由于特征尺度的大幅度減小，也給實驗操作_的控制和實驗結果的分析帶來了新的問題，例如特征尺度在400μm以下的設備只能在有限的操作范