气液固三相循环流态化

<正>由于三相流化床反应器在石油化工、湿法冶金、环境工程和煤的液化等工业领域得到越来越广泛的应用,近年来对传统的三相流化床进行了大量的基础研究并取得了很大进展。以往的研究大部分是针对低液速(u_l相似文献   

宽粒体系液固流态化随机理论数学模型

用快速切割流化床研究了宽粒级液固流态化的轴向混合和分离,测定了粒度分布、平均粒径和空隙度沿床高的变化.证实了颗粒的运动有随机性.用马尔柯夫过程建立了一个随机游走模型,描述了流化床中宽粒体系的混合和分级特性.对钛铁矿和石英砂(粒径0.04～0.40mm)进行了检验.结果表明,体系的初始流态化速度、膨胀性质、粒度分布以及平均粒径和空隙度沿床高的变化的测定结果,同模型的预测值很好符合.     

气液固微型流化床的气液传质系数

气液固微型流化床兼具微流控系统和宏观流化床的优点,具有潜在的工业应用价值,但是,其应用基础研究十分缺乏。采用床径为1.6、2.0、2.4 mm的微型流化床,平均粒径为160、190、220 μm的玻璃珠,以NaOH水溶液吸收CO₂气体为气液传质研究物系,在三相流动研究的基础上,考察了表观气速、表观液速、床径、粒径等对三相微型流化床气液体积传质系数的影响。结果表明：给定其他条件,增加表观气速和表观液速,均使气液体积传质系数增大;表观气速主要改变气含率和气液相界面积,而表观液速主要改变液相传质系数;床径减小,气液相界面积和气液体积传质系数都有所增加;在气液两相微型鼓泡塔中加入固体颗粒,形成三相分散鼓泡流型,当其固含率在0.15~0.30范围内,可显著增强气液传质,其气液体积传质系数是气液微鼓泡塔的1.1~1.5倍;与宏观流化床相比,相同条件下微型床的相界面积为它的5~10倍,是微型流化床具有更大体积传质系数的主要影响因素。     

气液固三相流化床反应器测试技术

在简述已有三相流化床测试技术的基础上,着重对近年来开发的测试新技术的基本原理及优缺点进行了分析,包括光纤探头技术、超声探头技术、放射颗粒跟踪技术、X射线颗粒跟踪测试技术、颗粒图像测速技术、电容层析成像技术、激光多普勒测速技术和相多普勒测速技术等,同时,展望了三相流化床测试技术的新方向.     

气液固微型流化床的气液传质系数

气液固微型流化床兼具微流控系统和宏观流化床的优点,具有潜在的工业应用价值,但是,其应用基础研究十分缺乏。采用床径为1.6、2.0、2.4 mm的微型流化床,平均粒径为160、190、220 μm的玻璃珠,以NaOH水溶液吸收CO₂气体为气液传质研究物系,在三相流动研究的基础上,考察了表观气速、表观液速、床径、粒径等对三相微型流化床气液体积传质系数的影响。结果表明：给定其他条件,增加表观气速和表观液速,均使气液体积传质系数增大;表观气速主要改变气含率和气液相界面积,而表观液速主要改变液相传质系数;床径减小,气液相界面积和气液体积传质系数都有所增加;在气液两相微型鼓泡塔中加入固体颗粒,形成三相分散鼓泡流型,当其固含率在0.15~0.30范围内,可显著增强气液传质,其气液体积传质系数是气液微鼓泡塔的1.1~1.5倍;与宏观流化床相比,相同条件下微型床的相界面积为它的5~10倍,是微型流化床具有更大体积传质系数的主要影响因素。     

液固流态化流区及其变迁

本文在两种不同的有机玻璃床中(φ50×1200+φ100×500 mm),采用示踪粒子的方法,对液固流态化的流况及其随液速的变迁进行了研究。实验发现,液固流态化的流况随液速的增大,首先由固定床进入均匀散式流化;当液連增大到某一值(本文称为起始湍流速度)后,床层将进入湍流流化状态;再进一步增大液速,则床层变成下部湍流流化和上部均匀散式流化共存的流化状态。在本实验条件范围内,实验测得的湍流流化床层高度与有关的参数关系为而床层的总高可由Richardson方程式求得。     

气固流态化干法选煤技术现状

介绍了固体颗粒流态化的概念,分析了在流化床内固体颗粒经历的固定床阶段、流态化阶段和输送阶段的变化过程及各阶段颗粒状态,列举了国内外科研人员在采用流态化技术进行干法选煤及选矿方面的研究进展。     

固体表面活性对液固流态化的影响

用硅烷化试剂对改性聚苯醚（PPO）颗粒进行表面脱活性处理，发现其流化性能得到改善，同时水在颗粒间流动的阻力略有减小。     

液—固磁场流态化模型及普遍化相图

本文考察了磁场流态化的基本特征,并结合实验分析了均匀磁场中液-固流态化模型参数的变化规律,对Ma 和 Kwauk 提出的指数模型作了补充,使之与经典流态化加以统一,并在此基础上获得了磁场流态化的普遍化关系图。完善后的模型可根据经典流态化的基础数据直接预示磁场作用下流态化的一些特征,模型计算结果与水-钢丸系统的实验数据吻合较好。     

液固及气液固三相并流系统的动力学行为和混沌产生的研究

运用时域、频域、吸引子及混沌特征参数相关维和Kolmogrov熵研究了液固并流系统动力学行为,揭示了液固并流系统是由拟周期过渡到混沌的。在拟周期行为的液固并流系统中引入气体,结果表明:低气速下,床层中只有冠状气泡,它表现为拟周期行为。随着气速的增大,床层中小气泡的出现及浆料湍动的作用使拟周期冠状气泡过渡为混沌,进而整个系统通向了混沌。     

纳米级颗粒气液固三相流化床性能研究

文中评述了国内外有关纳米级颗粒气液固三相流化床性能研究的现状及进展,建议从应用小波分析技术、开发先进测试技术、采用计算机实验、三相流直接数值模拟技术等方面深化和拓展纳米级颗粒气液固三相流化床性能的实验与理论研究。     

小型气-液-固流化床液相的停留时间分布

采用脉冲示踪技术,研究了3 mm床径的小型气-液-固流化床内液相停留时间分布。以KCl为示踪剂,液相为去离子水,气相为空气,固相为平均粒径0.123~0.222 mm的玻璃微珠和氧化铝颗粒,测量流化床出口液相的电导率,得到其停留时间分布曲线。结果表明,增大表观液速和表观气速,分布曲线变窄,平均停留时间缩短,Peclet数增大;固相的存在使液相的平均停留时间增长。表观液速1.96~15.70 mm×s^-1,表观气速1.18~1.96 mm×s^-1的条件下,流动接近层流;平均停留时间的范围为（19.6±0.34）s~（48.0±0.92）s,建立的Pe经验关联式对实验结果有较好的预测,偏差在±25%以内。研究结果对于小型三相流化床的设计放大具有指导意义。     

硅烷流化床制备粒状多晶硅的研究进展

硅烷流化床生产粒状多晶硅的技术具有节能、高效、环境友好等优点,是生产太阳能级多晶硅的首选工艺技术,但国内对于该工艺技术的研究仍处于起步阶段。本文简介了硅烷流化床的基本原理,包括操作原理和反应模型,并讨论了温度、硅烷分压、颗粒尺寸以及流化速度等反应条件对硅烷流化床内流动稳定性和硅粉尘产生的影响。根据发展硅烷流化床所面临的热壁沉积、产生硅粉尘、加热方式的选择、硅晶种的获得、气体分布方式的控制以及产品纯度的控制等技术挑战,分析了不同的流化床设计对这些技术挑战的解决方案,指出了不同的流化床设计的优缺点与工业应用前景。讨论了硅烷流化床的CFD模拟与一般的流态化模拟的区别,并回顾了相关的研究工作。最后指明了对硅烷流化床技术的研究应从优化反应条件、改善反应器设计以及完善多尺度模拟硅烷流化床的模型三个方面着手。     

气泡驱动液固流化床内二元颗粒的流化行为

采用密度稍重于和稍轻于流体的两种颗粒,研究了气泡驱动液固流化床内二元颗粒的流化行为。通过测量压差和拍摄视频的方法确定了初始流化气速U_in,g、固含率和气含率。重颗粒的U_in,g通过流化床底部的压差变化确定,轻颗粒的U_in,g则通过观察得到。研究表明,在气泡驱动的液固流化床内,重颗粒和轻颗粒的初始流化气速都随藏量的增加而增加,但重颗粒增加幅度更大。完全流化后,重颗粒固含率在轴向上分布不均匀,而轻颗粒则分布较为均匀。在二元颗粒体系内,上部轻颗粒的流化受到下部重颗粒的影响而底部重颗粒的流化不受轻颗粒影响,导致重颗粒U_in,g和固含率分布主要受自身藏量影响,而轻颗粒U_in,g随二元颗粒的总藏量变化。     

液固流化过程颗粒沉降动力学的研究进展

溶剂萃取是分离或移除固体颗粒中有效成分或污染物的有效方法,其中萃取塔中液固二相的流化性能对于塔内的热质传递效率具有关键作用。由于液固流化过程固有的复杂性,目前仍难对该过程进行精确的理论描述。文中综述了液固体系流化过程中颗粒沉降动力学的研究进展,介绍了液固流态化的概念与分类。分别对均一粒径颗粒沉降和多粒径颗粒沉降的动力学研究进展进行了评述,对文献提出的理论关联式进行了概括和总结。最后,展望了该领域的未来发展方向。     

微型气液固三相等温微分浆态床反应器的优化

针对气液固三相浆态床催化反应中,传递、反应、催化剂的原位表征均比较复杂的问题,为了有利于气、固相均匀分散于液相和反应温度在反应器中实现等温,通过对气液固三相反应工艺特性和反应器性能要求的分析,对微型气液固三相浆态床反应器进行了优化。根据微型浆态床对气液固三相反应分析的要求,采用图像法研究了分布器为G1、G2、G3,砂板直径为2、2.5、3 cm反应器中的流体力学性能特征,考察了气体流速、温度、反应器直径及气体分布器对气含率、气泡尺寸、气泡上升速率以及气泡分布的影响,并进行流体动力学模拟计算,确定了微型浆态床反应器的直径为2 cm,气体分布器为G3砂板的反应器结构,该反应器可以应用于反应过程中间态及液体产物生成过程的测试。     

气-液-固磁稳定床研究进展

综述了气-液-固磁稳定床的研究进展,涉及流体力学特性、传质过程、返混与扩散等.兼有固定床和流化床优点的磁稳定床具有压降低,传质系数高等优点,已在石油、化工及环境等领域获得了应用.指出今后应加强气-液-固磁稳定床的传热特性与传热机理、传质机理、流场模拟技术、固相摆动速度及其对流动、传热和传质的影响、局部流动稳态与瞬态性能、工业反应器用磁场发生装置优化设计的研究.