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段塞流微型光反应装置

产品中心:小试与中试品牌:泊菲莱浏览量:92
泊菲莱气液段塞流微型光反应装置通过引入有序的“段塞流(Slug Flow)”结构,将宏观反应转化为一个个精准可控的“微元单元”,实现了从混乱流动到精密化学控制的跨越。
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在连续流光化学合成中,传统釜式反应器常面临气泡随机分布、气液接触面积难以量化、以及因光照衰减(Beer-Lambert定律限制)导致的反应速率低下等难题。这种“黑箱”状态阻碍了工艺的精准开发与线性放大。泊菲莱气液段塞流微型光反应装置通过引入有序的“段塞流(Slug Flow)”结构,将宏观反应转化为一个个精准可控的“微元单元”,实现了从混乱流动到精密化学控制的跨越。

在透明的光化学反应管路中,最理想的状态是呈现出一种清晰有序的流动结构:液塞(液体段)和占据整个管径的气泡周期性交替出现。

这正是气液段塞流的核心特征。这种流型不仅是视觉上的有序,更代表了反应模式的精细化转变:本质上,它是将传统非精准的宏观反应,转化为一个个精准可控的“微元反应”。

三种反应器光强时间变化图

这种流型设计在化学工程上解决了传统釜式和全液相反应器无法兼顾的难题,尤其在传质动力学与光学利用率上表现卓越:

产品优势

极窄的停留时间分布(RTD): 气泡将液体分割为独立的液塞单元,性质接近理想平推流,确保所有分子经历完全一致的“光照历史”,显著提升产物选择性。

卓越的传质效率: 气液交替排列形成巨大的接触界面,配合液塞内部的强烈再循环涡流,传质系数(k_La)较传统方式提高1-2个数量级。

真正的“光子均权”: 每一个液塞微元在高速混合下实现均匀受光;气泡与管壁间存在的微米级极薄液膜,有效克服了高浓度或深色体系的光屏蔽效应。

本质安全与强化增效: 细管径设计天然耐高压,在降低危险气体持液量的同时,通过高压显著提升气体平衡溶解度(亨利定律),直接推高反应速率上限。

 

应用场景

气液光敏氧化反应: 如单线态氧参与的反应。确保持续的氧饱和供应,解决传质瓶颈,避免气体浪费。

涉及危险气体的反应: 如使用氯气、氢气、一氧化碳的光氯化或光氢化反应。在极低持液量下实现安全运行,并确保活性自由基链式反应的连续稳定。

高浓度/深色体系反应: 针对光线穿透深度受限的体系,利用薄层液膜和内部强湍流,实现高效光转化。

精密动力学研究: 灵活调节气液流速比,自由定义液塞长度与气泡频率,为科研人员提供参数高度可调、结果高度重现的实验平台。

 

平台特性

该装置不仅是流型发生器,更是灵活的工艺开发平台,助力工程化突破:

个性化流场定义: 支持自由调节气液流速比,用户可根据反应动力学常数,精准改变液塞长度与气泡频率,寻找最优反应条件。

精密调控与高稳定性: 能够对微观流场进行精密调控,有效防止流型退化(如层流或喷射流),确保长时运行下的数据重现性。

工艺放大支撑: 为从实验室研究向工业化规模跨越提供可靠的动力学数据与流体模型支持。

 

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