微通道反應(yīng)器最常見(jiàn)的放大方式有兩種，一是“數(shù)增放大”，是指通過(guò)并聯(lián)增加反應(yīng)單元數(shù)量來(lái)提升反應(yīng)器處理能力的放大方式；二是“流道放大”，也就是在保持流道結(jié)構(gòu)不變的情況下，通過(guò)增加流道橫截面尺寸來(lái)放大反應(yīng)器;當(dāng)然也可以將兩種方式組合起來(lái)放大微通道反應(yīng)器。但是不管是哪一種放大方式都存在一定的難點(diǎn)，下面就來(lái)具體看一下微通道反應(yīng)器放大難點(diǎn)有哪些。

1.流道尺度增加，傳質(zhì)傳熱效率下降

對(duì)于在實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的微通道反應(yīng)器，其流道尺寸只有幾十到幾百微米，這就帶來(lái)了巨大的比表面積，從而實(shí)現(xiàn)了非常高效的傳質(zhì)和傳熱速率。但如果將流道尺寸簡(jiǎn)單的按比例增大，其比表面積會(huì)呈平方關(guān)系急劇下降，傳熱和傳質(zhì)效率也會(huì)隨之暴跌，這樣微通道反應(yīng)器的核心優(yōu)勢(shì)就不復(fù)存在了。

2. 流道數(shù)量增加，流動(dòng)分布不均出現(xiàn)

在微通道反應(yīng)器放大的過(guò)程中，反應(yīng)單元數(shù)量增加后，如何讓進(jìn)料流體均勻地分配到多個(gè)并行單元中，就成了一個(gè)巨大的工程挑戰(zhàn)。任何微小的制造誤差或壓力波動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致某些流道的流速快、某些流道的流速慢，造成反應(yīng)液的停留時(shí)間分布不均，導(dǎo)致反應(yīng)的選擇性下降和副產(chǎn)物增多。

3. 反應(yīng)單元增加，放大成本激增

放大成本是很多企業(yè)考慮首要因素，通過(guò)增加反應(yīng)單元數(shù)量的方式進(jìn)行放大，雖然可以直接保留反應(yīng)器的高效性，但是因?yàn)榱鞯赖某叽巛^小，單個(gè)反應(yīng)單元的處理能力較低，想要達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)，就需要成百上千個(gè)反應(yīng)單元并行，這會(huì)大幅增加反應(yīng)器放大的成本，讓很多企業(yè)望而卻步。

4. 系統(tǒng)復(fù)雜性激增，集成難度較大

在設(shè)備產(chǎn)業(yè)化放大的過(guò)程中，系統(tǒng)的復(fù)雜性會(huì)大幅增加，需要考慮中控系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)等多個(gè)模塊。特別是在反應(yīng)模塊，為了實(shí)現(xiàn)巨大的通量，需要將成百上千給反應(yīng)單元并行集成到一個(gè)緊湊的模塊中。這帶來(lái)了巨大的工程設(shè)計(jì)、制造和密封挑戰(zhàn)，包括如何設(shè)計(jì)高效的流道分布器/收集器，以及如何應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的通道堵塞及其對(duì)系統(tǒng)的影響，集成難度非常大。

微通道反應(yīng)器放大難點(diǎn)有哪些?微通道反應(yīng)器放大困難是微反應(yīng)器技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化生產(chǎn)的核心挑戰(zhàn)，但這并非是不可逾越的鴻溝，而是需要正確理解并采用不同于傳統(tǒng)反應(yīng)器的放大策略，建議在實(shí)際的放大過(guò)程中，結(jié)合具體的工藝，從小試實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，到中試實(shí)驗(yàn)，再到產(chǎn)業(yè)化設(shè)備定制，逐步進(jìn)行放大，一定要工藝先行，保證工藝在設(shè)備上能夠拿到滿意的數(shù)據(jù)，再做針對(duì)性放大，這樣就能增加微通道反應(yīng)器放大的成功機(jī)率。