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微反应器技术具有高效的质量与热量传递性能、极窄的停留时间分布和精确的反应条件控制能力,尤其适用于强放热反应和快速反应,从而在精细化工和制药行业具有极大的应用潜力,引起了学术研究团体和工业界的极大兴趣。但是在微反应器适用的反应中,其中一些会产生固体颗粒造成微通道的堵塞,破坏生产的连续运行。微通道堵塞问题延缓了微反应器技术的工业应用进程,因此探究微混合器的堵塞行为和在线清除颗粒物的方法,将会对微反应器技术的工业应用产生积极的影响。 本文针对具有良好混合性能的层叠混合器和阀式混合器,采用氯化钙与碳酸钠的沉淀反应模拟微通道内的堵塞现象,以入口压力为评价指标,系统研究了层叠混合器和阀式混合器的堵塞行为,并进一步探究了层叠混合器的在线清洗方式。论文的主要的研究结果如下: (1)采用经典的Villermaux-Dushman平行竞争反应体系考察了层叠混合器和阀式混合器的微观混合性能。结果表明两者的微观混合性能远优于宏观的混合器,在研究的流速范围内层叠混合器的混合性能优于阀式混合器,且两者混合性能都随着流速增大而变好。 (2)阀式混合器比层叠混合器更不容易被固体颗粒堵塞,具有更长的连续在线运行时间。层叠混合器的堵塞行为受沉淀反应浓度影响较大,其入口压力随着在线时间的变化伴随大幅度的压力波动;而阀式混合器的的入口压力随在线时间的变化则相对平滑,在所有浓度条件下都呈现为压力首先缓慢平稳上升,然后至堵塞发生前压力急剧上升。 (3)探究了普通超声清洗器、聚焦变幅杆超声、去离子水冲洗和稀盐酸反应清洗在去除沉积颗粒方面的效果。结果表明聚焦超声变幅杆和普通超声清洗器在线超声只能小幅度延长微通道完全堵塞的时间,而稀盐酸在线清洗可以快速除去所有沉积颗粒,去离子水在线冲洗则只能去除堵塞第二阶段沉积的颗粒。