通过工艺强化提升能源效率（下）
——微工艺技术的开发和应用
　　在如今的化学工业中，大量的工厂有数公里长的管道。但是，随着化工公司持续的引进微反应技术（微反应器
的内部尺寸多在亚毫米范围内），将来许多工厂将建成更加适度的规模。
　　设备小型化有明显的好处，与传统管道反应器或者持续搅拌罐反应器相比，其运行速度更快，选择性更强，且
更安全，原材料和能源消耗量以及废弃物排放量也更低。除此之外，温度和压力管理更简单，而且由于化学品的使
用量更低降低了生产风险。
　　基于微反应器的研究越来越多，例如德国环境基金(DBU)在2007年建立了新工艺窗口研究群（the Novel Process
Window research cluster）项目。该项目是开发暂时未在工艺中普遍使用，但是十分适合微结构反应器的“工艺窗
口”。这些“工艺窗口”的压力、温度和浓度使其可能成为环境友好型的化工生产工艺。
　　DBU开发的该项目主要针对工业化应用，目标在于提高反应效率，达到最短的反应时间、最高的产量、高能源
效率、最少的废弃物产量、安全、零或者低排放等工艺强化目的。同时提高整个工艺的循环使用能力。该项目涵盖
的6个研究已经于2008年开始启动，预计到2011年，这些项目就可能推出新化学微处理技术。
    微反应技术很好的适用于两相高放热反应过程。微反应器创造了比传统反应器更大的液/气界面层，这加速了两
相之间的传递过程，即热和原料交换能够在微反应器更小的容积中以更快的速度发生。
　　很好的适用于两相高放热反应过程的微反应技术，作为一种新技术并不具备在实际中长期应用的经验，为解决
这个问题，赢创德固赛与巴斯夫以及德国美因兹微技术研究所（IMM）合作开发了u.Pro.Chem项目（于2008年结束）。
该项目旨在为高放热的两相反应开发特定技术，这项技术被设计来支持微工艺系统以低成本快捷可靠地发展，从而
实现对现有工艺的改进，并将这些创新整合到工业生产中去。
　　（上接A12版）
　　这个联合研究项目强有力的说明了使用“能够自由扩张”的微工艺技术，可以更轻松更快更低风险地从实验室
阶段转化到小规模试产阶段。生产中可以通过在反应器内构造和运行多种平行的微结构单元实现微技术的使用。实
验室确定的最佳混合率和反应条件均可被重复，而且各项参数也能以1 ∶ 1的比例复制。
供应商大胆尝试微工艺技术
　　设备生产企业看到了微工艺技术的潜力，敏锐的向微工艺技术作出了回应。例如，泵生产商KSB已经开始生产
用于微工艺的微化学泵。由于泵的设计原因，它们会产生脉动流，即使在精密的脉动缓冲器的协助下，也很难在体
积流动里避免小的波动。因为微结构组件仅有小的反应体积，脉动效应使得工艺更难控制，降低了终端产品的质量。
因此，过去为了提高微体积内的压力，微工艺体系的开发方必须彻底的换泵。微化学泵解决了这个问题，在流量为
几微升/小时～300微升/小时的情况下，这种泵能够提供完全无脉动流。
　　另一个典型的例子是德国EMB (Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH)公司生产的Miprowa热交换器，与传统的设
备相比，它具有更好的热传递性能，更不易被污染，而且容易清洗。Miprowa技术基于矩形平板叠加结构，各层的
叠加使得流动更加平滑，交叉流动很快的降低了温度梯度，平行阵列和热传递表面增强了热传递性能，减少了接触
时间，这对于温度敏感产品的生产是一个优势。
　　工艺强化和微工艺技术创造了大量的机会来利用现有的资源，更好的利用原材料以及提高产品质量。目前很多
公司正在尽力寻找潜在的机会来节省能源消耗，这对新技术的引进、工艺的优化以及那些设计来提高能源效率的项
目是进入市场的良好机遇，尤其是被工业界的管理团队认可为具有合理的投资回报期的项目很容易吸引投资。 (胡
进  编译）