微通道反應器本質(zhì)上講是一種連續流動(dòng)的管道式反應器。它包括化工單元所需要的混合器、換熱器、反應器控制器等。目前，微通道反應器總體構造可分為兩種：一種是整體結構，這種方式以錯流或逆流熱交換器的形式體現，可在單位體積中進(jìn)行高通量操作。在整體結構中只能同時(shí)進(jìn)行一種操作步驟，最后由這些相應的裝置連接起來(lái)構成復雜的系統。另一種是層狀結構，這類(lèi)體系由一疊不同功能的模塊構成，在一層模塊中進(jìn)行一種操作，而在另一層模塊中進(jìn)行另一種操作。流體在各層模塊中的流動(dòng)可由智能分流裝置控制對于更高的通量，某些微通道反應器或體系通常以并聯(lián)方式進(jìn)行操作。
微通道反應器主要是指以表面科學(xué)與微制造技術(shù)為核心，經(jīng)過(guò)微加工和精密技術(shù)制造的一種多通道微結構小型反應器，而微反應器的通道尺寸僅有亞微米和亞毫米級別。除此以外因為微反應器有優(yōu)于傳統化工設備1-3個(gè)數量級的傳熱/傳質(zhì)特性，所以特別適合做高放熱和快速反應的實(shí)驗。而微反應器原理想必很多人都想了解一下.
微化工技術(shù)思想源自于常規尺度的傳熱機理。對于圓管內層流流動(dòng)，管壁溫度維持恒定時(shí)，由公式(1)可見(jiàn)，傳熱系數h與管徑d成反比，即管徑越小，傳熱系數越大；對于圓管內層流流動(dòng)，組分A在管壁處的濃度維持恒定時(shí)，傳質(zhì)系數kc與管徑成反比(公式(2))，即管徑越小，傳質(zhì)系數越大。由于微通道內流動(dòng)多屬層流流動(dòng)，主要依靠分子擴散實(shí)現流體間混合，由公式(3)可知，混合時(shí)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(guò)程的傳遞特性。
Nu=hd/k=3.66(1)
Sh=kc/DAB=3.66(2)
t=d 2/DAB(3)
其中Nu為努塞爾數、Sh為謝伍德數、D為擴散系數?；み^(guò)程中進(jìn)行的化學(xué)反應受傳遞速率或本征反應動(dòng)力學(xué)控制或兩者共同控制。就瞬時(shí)和快速反應而論，在傳統尺度反應設備內進(jìn)行時(shí)，受傳遞速辛控制，而微尺度反應系統內由干傳遞速率呈數量級提高，因此這類(lèi)反應過(guò)程速率將會(huì )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(氯氣用雙氧水堿溶液反應)、烴類(lèi)直接氟化。慢反應主要受本征反應動(dòng)力學(xué)控制，其實(shí)現過(guò)程強化的關(guān)鍵手段之一在于如何提高本征反應速率，通?？刹捎锰岣叻磻獪囟?、改變工藝操作條件等措施；而中速反應則由傳遞和反應速率共同作用，也可采取與慢反應過(guò)程類(lèi)似的措施。目前工業(yè)應用的烴類(lèi)硝化反應大多屬于中慢速反應過(guò)程，反應時(shí)間在數十分鐘至數小時(shí)，在微反應器內可采用絕熱硝化并同時(shí)改變工藝條件可使反應時(shí)間縮短至數秒。因此，從理論上分析幾乎所有反應現狀過(guò)程皆可實(shí)現過(guò)程強化。
