在化學(xué)反應(yīng)器中，放大化學(xué)反應(yīng)器的作用是將反應(yīng)器中的熱量、動(dòng)量、質(zhì)量的傳遞過(guò)程與所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有效地結(jié)合起來(lái)，從而使反應(yīng)器從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的生產(chǎn)，發(fā)展成具有工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)能力。化工反應(yīng)器擴(kuò)產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化工產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化進(jìn)程中不可缺少的過(guò)程。反應(yīng)裝置的放大方法一般可分為尺寸放大和數(shù)量放大。縮放是把反應(yīng)器的規(guī)模擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模的能力，縮放是把許多具有良好反應(yīng)性能的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的反應(yīng)器通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)組合而達(dá)到工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)能力的方法。

常規(guī)反應(yīng)器放大

常規(guī)反應(yīng)器的放大一般是按尺寸放大，最常用的是按步放大。以小試、中試、火試等多階段試驗(yàn)為手段，對(duì)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模反應(yīng)器進(jìn)行逐級(jí)驗(yàn)放，逐步擴(kuò)大規(guī)模，最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)相似性、幾何相似性、傳熱相似性等原理，使上一級(jí)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與下一級(jí)比較接近，因此，在研究上一級(jí)試驗(yàn)中起主要作用的問(wèn)題，在下一級(jí)試驗(yàn)中予以解決和修正。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于較大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)器設(shè)計(jì)，需要計(jì)算好反應(yīng)器所需的傳熱面積，并考慮如何加強(qiáng)傳熱，為了增加傳熱推動(dòng)力，可以改變傳熱介質(zhì)，增加傳熱系數(shù)，并在傳熱面上加設(shè)隔板，從而增加傳熱面積，以滿足反應(yīng)器的熱平衡要求。

目前采用的方法比較普遍，它是以工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)許多工藝復(fù)雜的工藝過(guò)程可以進(jìn)行放大；缺點(diǎn)是放大時(shí)間較長(zhǎng)，成本較高，且放大效率不高。

除逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大法外，傳統(tǒng)的化工過(guò)程放大還存在數(shù)學(xué)模型放大法。這種方法是在以往研究者積累的反應(yīng)傳遞機(jī)制基礎(chǔ)上，盡可能地建立完整的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷地修正和完善模型參數(shù)，使模型能最大限度地符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。用這種方法提高放大倍數(shù)的關(guān)鍵是建立精確的數(shù)學(xué)模型，與逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大法相比，這種方法可以節(jié)省時(shí)間，而且可以得到較高的放大倍數(shù)。這種方法的缺點(diǎn)是很難建立簡(jiǎn)單而精確的數(shù)學(xué)模型，而且需要研究人員對(duì)反應(yīng)的傳質(zhì)、傳熱和機(jī)理有很深的了解，因而不能很好地應(yīng)用于較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。

傳統(tǒng)的兩種反應(yīng)器放大方法都屬于尺寸放大，而且采用這種放大方法不可避免會(huì)產(chǎn)生“放大效應(yīng)”，因?yàn)樵诜磻?yīng)器的尺寸等比例放大后，傳質(zhì)傳熱比表面積必然減少，導(dǎo)致了工業(yè)規(guī)模反應(yīng)器的傳質(zhì)傳熱過(guò)程不能像實(shí)驗(yàn)規(guī)模反應(yīng)器那樣順暢，例如，在實(shí)驗(yàn)室使用1L的反應(yīng)器進(jìn)行換熱操作時(shí)，反應(yīng)器的傳熱面積只有0.03hz；而在工業(yè)規(guī)模的1000L反應(yīng)器中，直接等比例擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模的1000L反應(yīng)器，其換熱面積只有3hz，單位體積的換熱量?jī)H為實(shí)驗(yàn)室所用反應(yīng)器換熱面積的1/10。所以，化學(xué)反應(yīng)器的放大是化工領(lǐng)域開發(fā)研究中急需解決的問(wèn)題。

微反應(yīng)器放大

微反應(yīng)器的放大過(guò)程與傳統(tǒng)的反應(yīng)器有很大的區(qū)別，它只需要簡(jiǎn)單地增加微器的通道結(jié)構(gòu)的數(shù)量，也就是微反應(yīng)器的數(shù)量增大，而不必把微反應(yīng)器內(nèi)部的微通道結(jié)構(gòu)的大小放大，因此，微反應(yīng)器的放大過(guò)程具有“放大效應(yīng)”。微通道反應(yīng)器的數(shù)量放大法目前基本采用的是并行放大法，微通道間采用平行并聯(lián)法，從而使微反應(yīng)器處理通量隨微通道數(shù)的增加而增加。

氣液兩相中參與反應(yīng)的流體由入曰進(jìn)入，經(jīng)進(jìn)相分布器再進(jìn)入并行微通道進(jìn)行混合，最后氣液吸收完成的混合液經(jīng)出相集流腔經(jīng)出口離開反應(yīng)器。進(jìn)水分布器的作用是使平行于各微流道的氣液兩相流分布均勻，有利于各微流道在相同條件下的吸收過(guò)程，從而保證微反應(yīng)器產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

我國(guó)在微反應(yīng)器的放大和應(yīng)用方面已經(jīng)取得了一定的成果。在2007年9月，陳光文中成功地試運(yùn)行了一套用于液氨稀釋，氨氣吸收的微混系統(tǒng)，年處理量達(dá)10萬(wàn)噸。在此基礎(chǔ)上，成功研制了駱廣生魚納米碳酸巧微反應(yīng)器，年生產(chǎn)量1萬(wàn)噸，可工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，陳光文還研制出一套體積小于6L的微化工裝置，該裝置年產(chǎn)量可達(dá)8萬(wàn)噸磯酸二氨元的工業(yè)規(guī)模。

微反應(yīng)器作為一種新興的技術(shù)，在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍還很廣，其應(yīng)用范圍也很廣，尤其是微反應(yīng)器的放大問(wèn)題成為阻礙其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的最大障礙。但微反應(yīng)器的放大過(guò)程并不存在“放大效應(yīng)”，且考慮到將實(shí)驗(yàn)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)的成本較低，因此，微反應(yīng)器的放大問(wèn)題在未來(lái)仍有重要的研究?jī)r(jià)值。