膜式反應器英文解釋翻譯、膜式反應器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 film reactor

分詞翻譯：

膜的英語翻譯：

film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【醫】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum

式的英語翻譯：

ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type

反應器的英語翻譯：

reactor
【醫】 reactor

專業解析

膜式反應器（Membrane Reactor, MR）是一種将化學反應與膜分離過程耦合在一個單元設備中的高效化工裝置。其核心在于利用具有特定選擇性的膜材料，在反應進行的同時或同步地分離出産物或某一反應組分，從而打破化學平衡限制、提高反應效率、簡化工藝流程或實現産物的原位分離。

1. 核心原理與功能耦合

反應與分離一體化：傳統反應器完成反應後，産物通常需要後續的分離純化步驟（如蒸餾、萃取）。膜式反應器則将具有特定分離功能（如滲透、選擇性透過）的膜（如陶瓷膜、金屬膜、高分子膜）集成到反應區域（如管式、闆框式、中空纖維式結構）或其附近。
打破平衡限制：對于受化學平衡限制的可逆反應（如加氫、脫氫、酯化、水合等），膜可以選擇性移除産物之一（例如，在脫氫反應中移除氫氣 H₂，在酯化反應中移除水 H₂O）。根據勒夏特列原理，這推動反應平衡向生成産物的方向移動，顯著提高目标産物的轉化率，甚至超越傳統反應器的熱力學平衡限制。
産物原位分離與純化：膜可以選擇性地允許目标産物透過而截留反應物或催化劑，實現産物的即時分離和初步純化，減少後續分離能耗和成本。
反應物控制與分布：在某些構型中（如催化膜反應器），膜可以控制反應物（如氧氣）的加入速率和空間分布，優化反應選擇性，減少副反應。

2. 核心組件與分類

膜材料：根據應用需求選擇，常見類型包括：
- 多孔膜：基于分子尺寸篩分（微濾、超濾），常用于生物反應或大分子分離。
- 緻密膜：基于溶解-擴散機制，對特定氣體具有高選擇性（如 Pd 或 Pd 合金膜對 H₂，氧離子傳導膜對 O₂）。
- 離子交換膜：用于電化學過程或基于電荷的分離。
反應器構型：主要分為：
- 惰性膜反應器 (Inert Membrane Reactor)：膜本身不參與催化，僅提供分離功能。反應發生在膜一側的催化劑床層中。
- 催化膜反應器 (Catalytic Membrane Reactor, CMR)：膜本身具有催化活性（如負載催化劑的膜或膜材料本身是催化劑），或催化劑嵌入膜結構中，反應在膜表面或膜孔内進行。
接觸方式：反應物與膜接觸方式多樣，如管式（反應物在管程或殼程）、闆框式、中空纖維束式等。

3. 主要優勢

提高轉化率與收率：突破熱力學平衡限制，尤其適用于平衡受限反應。
增強選擇性：通過控制反應物濃度分布或及時移走目标産物，減少副反應。
過程強化與集成：減少設備數量，縮小工廠占地面積，降低能耗和操作成本。
提高安全性：對于涉及易燃易爆或有毒物質（如 H₂, O₂）的反應，膜可以控制其濃度或實現安全分離。
催化劑回收與再利用：膜可截留納米催化劑或酶，便于連續操作和催化劑回收。

4. 典型應用領域

制氫與純化：烴類（甲烷、甲醇、乙醇）重整制氫耦合 Pd 膜分離 H₂；水煤氣變換反應耦合 H₂ 分離。(來源：國際氫能期刊 International Journal of Hydrogen Energy, 化學工程領域綜述)
脫氫反應：長鍊烷烴脫氫制烯烴（如乙苯脫氫制苯乙烯），移除 H₂ 提高轉化率。
選擇性氧化：使用氧滲透膜（如鈣钛礦型氧化物膜）控制氧的加入，進行甲烷部分氧化制合成氣、乙烷氧化脫氫制乙烯等。 (來源：化學工程科學 Chemical Engineering Science)
酯化/水解反應：使用親水膜（如滲透汽化膜）移除反應生成的水，推動酯化反應平衡；或用于生物柴油生産中的甘油分離。
酶催化/生物轉化：利用超濾/微濾膜截留酶或細胞，實現連續生物反應和産物分離（如膜生物反應器 MBR 的延伸應用）。
環境治理：催化膜用于廢水中有機污染物的降解。

膜式反應器（Membrane Reactor）代表了化工過程強化的重要方向。它通過将反應單元與膜分離單元有機結合，利用膜的選擇性透過特性，實現了對反應進程的主動調控（打破平衡、控制分布）和對産物的原位分離，從而在提高效率、降低能耗、簡化流程和提升安全性方面展現出顯著優勢。其核心在于“反應-分離耦合”這一設計理念。

網絡擴展解釋

膜式反應器是一種将化學反應或生物反應與膜分離技術相結合的設備，通過膜的滲透或截留特性，同步實現反應物的轉化與産物的分離。其核心優勢在于提高反應效率、減少副産物生成，并簡化工藝流程。以下從多個維度進行詳細解析：

1.定義與基本原理

膜式反應器通過膜的選擇性滲透功能，在反應過程中實時分離産物或副産物，從而打破化學平衡限制，提升反應轉化率。例如，在酶催化反應中，膜可截留酶催化劑，使反應物持續接觸酶，同時允許産物透過膜排出。

2.主要類型

按結構分類：包括平闆狀、螺旋卷型、轉盤式（立式/卧式）、中空纖維膜反應器等。其中平闆和螺旋卷型壓降小、易于放大，但單位體積催化效率較低。
按功能分類：
- 催化膜反應器：膜本身作為催化劑載體；
- 惰性膜反應器：膜僅用于分離，不參與催化；
- 膜生物反應器（MBR）：結合微生物反應與膜過濾，用于污水處理。

3.工作特點

高效性：通過産物即時分離，避免逆反應，尤其適用于受化學平衡限制的反應。
低能耗：部分反應可在常溫常壓下進行，熱能可循環利用。
一體化設計：将反應、分離、淨化集成于單一設備，減少傳統工藝中的多步驟操作。

4.典型應用領域

生物化工：如固定化酶反應，用于制藥或食品工業。
污水處理：膜生物反應器（MBR）直接通過微濾分離污染物，處理水質可達回用标準。
催化反應：在石油化工中，膜反應器用于選擇性分離氫氣等産物，提升反應效率。

5.局限性

膜污染與成本：長期運行可能導緻膜堵塞，需定期清洗或更換；
適用場景限制：高濃度污染物處理效果有限，多用于中低污染負荷的工業廢水。

如需進一步了解具體案例或技術參數，可參考、4、7等來源。