三相循环流化床中的气液相界面积和伟质系数

采用溶氧法测量了三相循环流化床中液相溶氧浓度的轴向分布,并按轴向扩散模型处理实验数据,优化得到气液体积传质系数ｋＬａ,同时骨光纤探头测量了体系中的气含率和气泡大小分布,计算得到了气液相界面积ａ和气液传质系数ｋＬ,并研究了主要操作条件（表观气速、表观速和固含率）对气液传质系数的影响规律。     

环流反应器和搅拌槽传质特性的分析

本文测定了提升管为单段和提升管分为三段的气升式环流反应器中的液相体积氧传质系数。在螺带式搅拌桨反应器中测定了液相体积氧传质系数和功率消耗。实验体系为模拟生物发酵液非牛顿流体特性的羧甲基纤维素水溶液，本文还从液相体积氧传质系数及其单位液相积的的功耗所产生的的氧传质效果方面对提升管不分段和提升管分为三段的气升式环流反应器与螺带式搅拌反应器进行了比较。     

并流下行式循环流化床研究进展

并流下行式循环流化床是一种具有气固接触率高及轴相返混小等优点的反应器，有广阔的应用前景，本文从下行床结构，流动特性及传质３个方面回顾总结了近２０年来有关下床反应器的研究成果，对进一步的研究提出了一些建议。     

气升式反应器内流动与传质研究进展

综述近几年来气升式反应器内流动与传质研究成果.介绍气升式反应器结构上的改进以及操作条件等对气升式反应器内流动与传质的影响;揭示传质过程中各动力学模型;总结气升式反应器在生物、环境领域方面的应用研究进展.研究内容为功能性气升式反应器的设计和放大提供理论依据.指出今后的研究方向与重点是要探索各操作条件对气升式反应器性能的影响规律,同时必须结合其它领域研究成果、采用CFD模拟技术、实验流动测量技术等来开发高效新型气升式反应器.      

流动方向对徨流化床中颗粒混合行为的影响

对徨流化床提升管及下行床两种不同气固流动方式对颗粒混合行为的影响进行了较为深入的对比分析，发现在影响循环流化床颗粒混合的众多因素（如操作条件、床层直径、颗粒性质及床层内构件等）中，气固流动方向是影响颗粒轴向混合的最主要因素。当气固流动为顺重力场时（下行床），颗粒的轴向混合很小，流型接近平推流；当气固流动为逆重力场的提升管时，轴向颗粒混合将成倍增大，颗粒流动远离平推流流动。分析表明，下行床中颗粒混合     

钢渣中游离氧化钙碳酸化反应的数值模拟

应用CFD fluent软件,以欧拉多相流模型为基础,建立流化床气固反应模型,该模型同时考虑了气固两相流动、传质和化学反应。通过UDF(User Define Function)自定义程序,实现气固两相流动、传热、传质、化学反应的耦合。研究目的为:(1) CO₂气体与钢渣中游离氧化钙反应生成碳酸钙,从而使渣的稳定性得以加强,拓展其应用领域;(2)熔渣可以作为CO₂的吸附剂,使CO₂得以固定。对直径0.24 m、高度1 m的流化床碳酸化反应器的反应过程进行数值模拟,获得了反应器内固相的体积分数、速度矢量和浓度场分布以及化学反应速率变化规律。得出最佳反应条件为:气速0.2 m/s,粒度(半径)90～150μm, CO₂:水蒸气=8:2,温度650～720℃,气体与固体颗粒充分接触的流化状态。     

低分子量有机添加剂对内环流反应器中气含率和气液传质系数的影响

研究了的气升式内循环气液两相流反应器中某些添加剂（脂肪醇类、酯类、氨基酸类等）对传质特性的影响。实验发现氨基酸对传质几乎没有影响;正丁醇和乙酸乙酯对气液同传质有强化作用;而正己醇和乙酸丁酯仅有一定范围内增强传质,从而使体积传质系数出现了峰值。分析了体积传质系数ｋ１α和气含率εｇ与添加剂浓度之间的关系中三种不同现象出现的原因。     

快速流化床的整体模拟

工业中的快速流化床一般不能直接对固相速度进行调控，属于Ｂ类操作，本 双流休七存料量方程相结合的方法可以计算Ｂ类操作时的上升管内具有浓２，稀两相特征的轴向空隙率分布，模拟与实验结果较为吻合。     

折流元件对气升式环流反应器性能的影响：Ⅱ.流动阻力,传热及传质

在模拟实验装置内,以空气和水为介质,进行了带有Ｋ型和Ｈ型折流元件的单相流和两相流的阻力和传热实验,以Ｎ２ａＣＯ３水溶液吸收ＣＯ２为例进行了折流元件对传质性能 实验,研究表明,折流元件可显著改善了气升式环流反应器的传热和传质性能,同时也使流动辄和明显增加。因而应根据具体反应过程并结合折流元件的选择,对气升式环流反应器进行了性能的整体优化设计。     

新型侧搅拌流化床气-固流化质量的模拟

在流态化炼铁的过程中,由于气-固分布不均匀,导致节涌、沟流、气体利用率低、粘结失流等现象,甚至出现死床的状况.本实验建立新型侧搅拌流化床反应器的物理模型,研究了搅拌方式、空气体积流率、搅拌器转速、搅拌器倾斜角度四个因素对流化床内颗粒与气泡运动行为及压强变化规律的影响.结果表明:侧搅拌流化床的气-固流化质量优于垂直搅拌流...     

折流式移动流化床改质焦炉煤气预还原铁矿粉的数值模拟

 建立了折流式移动流化床内利用改质焦炉煤气进行气基粉铁矿预还原的数学模型。模型求解采用FLUENT和PHOENICS的联合求解。冷态工况的数值模拟结果和试验结果进行了比较。通过比较床层平均压降和分析气固相的流动行为,对提出的数学模型的可靠性进行了验证。利用所建立的数学模型对利用该反应器和采用改质COG(焦炉煤气)对铁矿粉预还原的工艺过程进行了热态模拟。在模拟的工况条件下,指出了反应器内分布板布置上的缺陷;反应器必须采用气体分布板振动才可以保持气固正常流动,同时保持较小的流化气速。还原气温度的整体降幅达到770K,气相还原势的利用率达到35%,矿粉的还原分数达到0.7,反映出该反应器内良好的气固换热和对还原势的利用率。该反应器在一个紧凑的结构下实现了对还原气热能和还原势的梯级利用。     

环流反应器的底部构型和环流方向对固相悬浮的影响

气提式环流反应器的应用日趋广泛，但对其中固相悬浮的相理仍不够清楚，反应器传统的锥底是否适合固相悬浮仍有待理论和实验的验证。本文在小型环流反应器中试验了平底及两种深浅不同的截头锥底对悬浮离子交换树脂的影响。实验结果表明，对上流式（指中心管内流向）操作，平底优于锥底；对下流式操作，深浅适中的锥底效果最好。因此，三相环流反应器的优化还需在理论的指导下继续深入。     

数字化与智能化技术在湿法冶金强化搅拌工艺研发中的应用

搅拌是湿法工艺中的重要操作单元，直接关系到浸出净化效率及产品综合能耗。反应器内浸出、净化过程包括固液气多相传热传质和复杂化学反应的强非线性过程，内部流场特性的定量信息难以直接测量，且强化搅拌技术的研发缺乏系统的理论指导。从搅拌方式、搅拌效果的衡量指标以及搅拌在现代工程中的应用三个角度出发，梳理了强化搅拌这一重要研究方向的最新进展，并概述了数字化、智能化技术在强化搅拌理论及技术研发过程中的广泛应用与广阔前景。     

基于神经网络和宏观动力学模型的流化床反应器离线故障诊断

采用人工神经网络与流化床反应器宏观动力学模型相结合的方法，对丙烯氨氧化流化床反应器的不正常操作进行了故障诊断，经过训练和可靠检验的神经网络能准确辨认故障的发生和类型，流化床反应器宏观动力学模型根据其知识规则判断引起的故障的原因。并提出了相应的调节方法，直至反应器操作正常。     

新型管式搅拌反应器的气液传质特性

多相体系的混合与传质性能直接影响多相反应过程,团队开发了从搅拌桨叶端出气的新型管式搅拌反应器。采用稳态亚硫酸盐法(FSM)研究反应器的气液传质性能,考察了通气流量Q、搅拌弗劳德数Fr和液含量ε对体积传质系数k_La的影响。结果表明：增大Q和Fr可以有效提高k_La;新型搅拌桨从桨叶端进气方式可以增强k_La,相较传统反应器最大增强约2倍。反应器的气液传质性能在ε=0.5、Fr=0.054、Q=1.6 m³·h^-1时最高,此时k_La=0.032 4 s^-1。依据试验数据建立了关于k_La的无量纲关联式,误差基本在25%以内,对后续反应器的改进和应用具有参考意义。     

电磁搅拌对铸坯化学成分偏析影响机理

提出溶质析出－扩散机理;在固－液界面处的溶质析出速率取决于扩散速率,溶质从固－液界面的传质速率取决于溶质的扩散速率。在此基础上,建立 溶质在固液相平衡分配系数,有效分配系数,扩散系数,铸坯凝固系数之间相互关系的数学模型。     

气固流化床内锂颗粒停留时间影响因素研究

为提高锂精渣颗粒在气固流化床中的燃烧效率及延长颗粒的停留时间,基于CPFD理论详细研究了气流速度、质量流和压力等对颗粒在流化床中停留时间的影响,并分析锂精渣颗粒在流化床提升管内轴向高度颗粒浓度的分布情况。结果表明,在质量流一定的情况下可以通过增加气流速度来提高颗粒的停留时间;在相同气流速度下可以通过降低质量流来提高颗粒停留时间;进气压力对颗粒的停留时间影响很小;通过提高气流速度可以显著提高颗粒在密相区的停留时间。     

流通型碳纤维电极的电沉积行为

研究了电极构型对流通型碳纤维电极从ＡｕＣｌ４＾－稀溶液中电沉积金行为的影响。在顺流操作方式下，整个电极能够在极限电流条件下工作，利用电沉积分布曲线计算了传质系数与流速的关系式。逆流方式可以使电沉积分布更为均匀，从而提高整个电极的利用效率。利用数学模型对各种实验曲线进行了模拟，计算结果与实验结果相符。     

无溢流管多层流化床换热器的冷态模型研究

本文通过冷态模型实验研究了气－固系无溢流管多层流化床换热器中两相流动的特性，确定了这种流化床换热器的可操作范围。     

金属粉末还原中的冶金反应工程学探讨

就冶金反应工程学中的质量传输及化学反应在金属粉末还原过程中的应用进行了初步探讨。指出:气-固反应是常见的金属粉末还原反应之一;常用的还原设备,如管式电炉,可看成活塞流反应器,并用活塞流反应器的物质恒算方程来描述;气固间的对流传质可用舍伍德数、雷诺准数和施密特数的组合来表征,固相内气体扩散的质量通量是孔隙率、孔的曲折度、有效扩散系数和浓度梯度的函数,固相内的气固反应可用缩小的未反应核模型来描述;粉末物料的还原程度取决于固体内的气体扩散及气固反应,哪一个过程进行得最慢,则该过程就是全过程的控制环节。