北京化工大学：《过程设备设计》课程教学资源（课件讲稿）第八章 反应设备 8.3 微反应器

8.3微反应器 过程设备设计 8.1概述 教学重点： 微反应器的类型、特 点与加工制造 教学难点： 无

8.3 微反应器 过程设备设计 教学重点： 微反应器的类型、特 8.1 概述 3 微反应器的类型、特 点与加工制造 教学难点： 无

83微反应器 过程设备设计 8.3.1概述 时间：20世纪90年代以来 微型化：科学与技术发展重要趋势 研究对象：由宏观对象转向微观世界

8.3 微反应器 8.3.1 概述 时间：20世纪90年代以来 微型化：科学与技术发展重要趋势 过程设备设计 4 微型化：科学与技术发展重要趋势 研究对象：由宏观对象转向微观世界

83微反应器 过程设备设计 8.3.1概述 技术发展的代表：纳米材料以及微/纳电子机械系统 (Micro/Nano Electro Mechanical Systems,简称 MEMS/NEMS) MEMS/NEMS:一般是指以集成电路等工艺批量制作 的集微/纳型机构、传感器、执行器及信号处理和控制 电路等于一体的装置 作用：通过微型化和集成化，来探索新原理、开发新 功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成一个 新产业

8.3 微反应器 8.3.1 概述 技术发展的代表：纳米材料以及微 ：纳米材料以及微/纳电子机械系统 （ Micro/Nano Electro Mechanical Systems ， 简 称 MEMS/NEMS） 过程设备设计 5 作用：通过微型化和集成化 ：通过微型化和集成化，来探索新原理 ，来探索新原理、开发新 功能的元件和系统，开辟一个新技术领域 ，开辟一个新技术领域，形成一个 新产业 MEMS/NEMS：一般是指以集成电路等工艺批量制作 的集微/纳型机构、传感器、执行器及信号处理和控制 、执行器及信号处理和控制 电路等于一体的装置

8.3微反应器 过程设备设计 8.3.1概述 MEMS/NEMS器件的优点： 尺寸小 精度高 重量轻 性能好 响应快 集控制、感应和执行于一体 6

8.3 微反应器 8.3.1 概述 MEMS/NEMS器件的优点： 尺寸小 重量轻 精度高 性能好 过程设备设计 6 重量轻 响应快 性能好 集控制、感应和执行于一体 、感应和执行于一体

8.3微反应器 过程设备设计 8.3.1概述 MEMS/NEMS器件在化工领域的广泛应用： 微混合器 微化学分析仪器 微反应器 微型换热器 微分离器 微型萃取器 微型泵和微阀等

8.3 微反应器 8.3.1 概述 MEMS/NEMS器件在化工领域的广泛应用： 微混合器 微反应器 微化学分析仪器 微型换热器 过程设备设计 7 微反应器 微分离器 微型换热器 微型萃取器 微型泵和微阀等

8.3微反应器 过程设备设计 MESM/NEMS技术的应用 2 cm 微泵 微反应器

8.3 微反应器 MESM/NEMS技术的应用 过程设备设计 8 微泵 微反应器

8.3微反应器 过程设备设计 微阀 生物检测微芯片

8.3 微反应器 过程设备设计 9 微阀 生物检测微芯片

8.3微反应器 过程设备设计 w网 微换热器 微混合反应器 10

8.3 微反应器 过程设备设计 10 微换热器 微混合反应器

8.3微反应器 过程设备设计 8.3.1概述 微化工技术 微化工技术主要研究时空特征尺度在数百微米和数 百毫秒范围内的微型设备，以及并行分布系统中的过 程特征和规律，以微反应为核心的微化工系统是二十 世纪化学工程学科发展的主要方向之一

8.3 微反应器 8.3.1 概述 微化工技术主要研究时空特征尺度在数百微米和数 百毫秒范围内的微型设备，以及并行分布系统中的过 微化工技术 过程设备设计 11 百毫秒范围内的微型设备，以及并行分布系统中的过 程特征和规律，以微反应为核心的微化工系统是二十 一世纪化学工程学科发展的主要方向之一

8.3微反应器 过程设备设计 8.3.1概述 传统方法的限制 目前，许多高新技术领域的化工过程问题已经不能 完全用“三传一反”为核心原理的传统化学工程方法 解决，新技术更提出要求在分子水平上进行操作与加 工。 例如许多超纯物质的制备、特殊功能材料和光电子 器件的加工，要求杂质含量极微，相际传递等要从表 面、界面、分子水平等掌握其机理。 12

8.3 微反应器 8.3.1 概述 目前，许多高新技术领域的化工过程问题已经不能 ，许多高新技术领域的化工过程问题已经不能 完全用“三传一反”为核心原理的传统化学工程方法 传统方法的限制 过程设备设计 12 解决，新技术更提出要求在 ，新技术更提出要求在分子水平上进行操作与加 工。 例如许多超纯物质的制备、特殊功能材料和光电子 、特殊功能材料和光电子 器件的加工，要求杂质含量极微 ，要求杂质含量极微，相际传递等要从表 ，相际传递等要从表 面、界面、分子水平等掌握其机理 、分子水平等掌握其机理