連續(xù)流工藝是一種在化工、制藥等領(lǐng)域逐漸得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)
作者：民營GP已進(jìn)入冰封期 來源:百家號(hào) 2025-1-6 
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它具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如能夠提高反應(yīng)的選擇性和收率、增強(qiáng)過程安全性、實(shí)現(xiàn)更高效的生產(chǎn)等。
連續(xù)流工藝開發(fā)需要研究人員改變思維方式，并掌握更多工程類知識(shí)。相比傳統(tǒng)工藝，它對反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和機(jī)理要有更深刻的認(rèn)識(shí)，還需與化工技術(shù)人員密切合作。
連續(xù)流工藝在許多化學(xué)反應(yīng)中都有很好的應(yīng)用。比如硝化反應(yīng)，能有效解決危險(xiǎn)反應(yīng)的安全問題，并提升選擇性；鹵代反應(yīng)，特別是氟代反應(yīng)，使用微通道反應(yīng)器可以解決這類快反應(yīng)的安全隱患；對于金屬有機(jī)試劑參與的反應(yīng)，該工藝可完美解決能耗、放大和選擇性問題；在有氣體產(chǎn)生的反應(yīng)中，如 Curtius rearrangement、Sandmeyer 反應(yīng)等，微通道也能取得不錯(cuò)的效果；此外，一些有危險(xiǎn)中間體參與的反應(yīng)，利用微通道反應(yīng)器持液量少、本質(zhì)安全的特性，可以避免傳統(tǒng)合成路線中對危險(xiǎn)中間體的規(guī)避。
在實(shí)際應(yīng)用方面，以連續(xù)流好氧顆粒污泥工藝為例。活性污泥法在污水處理廠應(yīng)用廣泛，但存在占地面積大等問題。好氧顆粒污泥則具有占地面積小、沉降性能良好、生物量濃度高、耐有機(jī)負(fù)荷高且不易發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)勢。
連續(xù)流好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及形成過程如下：
1. 培養(yǎng)：研究人員對接種污泥類型、培養(yǎng)控制條件及反應(yīng)器構(gòu)型等方面進(jìn)行了探索，但尚未得出統(tǒng)一結(jié)論。連續(xù)流 AGS 對進(jìn)水基質(zhì)有較高的有機(jī)物降解能力。
2. 顆粒化形成過程：其本質(zhì)是微生物在特定情況下的自凝聚，認(rèn)可度較高的是四步階段形成假說，即微生物相互接觸碰撞形成聚合體，通過物理、化學(xué)或生物作用相互吸附，分泌胞外多聚物產(chǎn)生生物凝膠作用形成微生物聚集體，最后在水流剪切力作用下使顆粒污泥的三維結(jié)構(gòu)更成熟穩(wěn)定。
連續(xù)流好氧顆粒污泥形成的主要影響因素包括：
1. 水力剪切力：可促進(jìn)絮狀污泥凝聚，加速微生物分泌胞外多聚物以促進(jìn)顆粒化，還能減少污泥膨脹的幾率，對 AGS 的穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用。
2. 水力停留時(shí)間（HRT）：HRT 很大程度上決定了顆粒污泥的穩(wěn)定性和造粒能否成功，它與基于沉降速度的選擇壓力直接相關(guān)，是實(shí)現(xiàn)泥水分離的關(guān)鍵控制因素。
然而，連續(xù)流工藝的開發(fā)和應(yīng)用也面臨一些痛點(diǎn)問題。例如在加氫反應(yīng)中，可能存在壓力、流量計(jì)、輸液泵等單元穩(wěn)定性監(jiān)測的難題，供液重復(fù)性不好、輸液泵流量不準(zhǔn)、流量計(jì)壓差波動(dòng)易損壞、壓力波動(dòng)大導(dǎo)致工藝參數(shù)不穩(wěn)定等問題，設(shè)備操作繁瑣、自動(dòng)化程度不高，氣路、液路、溫控、壓力等多單元協(xié)同操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)記錄不完整、缺少過程數(shù)據(jù)以及合成結(jié)果檢測滯后制約連續(xù)化工藝開發(fā)效率等。針對這些問題，可采用相應(yīng)的小試中試設(shè)備解決方案，如使用特定的小試 g 級(jí)設(shè)備和中試 kg 級(jí)設(shè)備，并結(jié)合自動(dòng)化控制、物聯(lián)網(wǎng)-大數(shù)據(jù)-云平臺(tái)、人工智能等技術(shù)，以提升生產(chǎn)效率。
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