多相气升式环流反应器局部相含率和环流速度

气升式环流反应器流动特性研究大多都局限于流动参数的平均特性研究,涉及气-液-固系统流动特性的研究也较少。在200×2500mm气升式环流反应器内,实验研究了空气-水两相及空气-水-玻璃珠三相体系中局部气、固相含率以及浆(液)相环流特性等随操作条件以及液、固相物性的变化规律。结果表明:1两相体系导流筒中截面平均气含率轴向分布有局部极大值,而固体和乙醇的加入使得气含率轴向分布平缓;2两相体系循环液速在导流筒中呈径向抛物分布,在环隙分布较均匀,加入固体和乙醇后对循环速度分布和大小影响不大;3三相体系中导流筒内固含率沿轴向升高呈增大趋势,环隙内轴向分布均匀;导流筒内、外固含率径向分布均不均匀,以近壁处为大;加入乙醇后对固含率分布影响不大。     

颗粒团聚对稀相气固流动脉动关联项的影响

研究了颗粒团聚对描述稀相气固两相流的气固相宏观控制方程中待封闭气固脉动关联项的影响规律并建立关键待封闭项代数模型。根据气相速度脉动与固相浓度关联项(漂移速度)控制方程,将漂移速度表达为固相非均匀程度和气固平均滑移速度的代数模型。分别采用两种基于颗粒动理学的欧拉?欧拉框架介尺度方法模拟三维周期条件且固相平均浓度为1%的稀相气固两相流动,第1种方法假设固相速度分布函数f为各项同性的双流体方法(TFM);第2种方法假设f服从各向异性高斯分布的积分矩法(AG)。网格分辨率为颗粒直径dp的1.75倍,气固间动量交换采用Stokes曳力模型,并与文献中采用相同参数设置的欧拉?拉格朗日(E?L)方法模拟结果进行对比。结果表明,AG方法的准确度优于TFM方法,气固平均滑移速度、气固脉动能等更接近E?L方法模拟结果。颗粒聚团的积分尺度小于气相脉动速度的积分尺度,两者均呈各向异性,竖直分量高于水平分量。模拟得到了气固速度脉动关联系数和漂移速度系数。     

声场导向管喷流床流动特性的数值模拟

在内径120 mm、高1 000 mm的导向管喷流床中,以空气为气相,原生粒径290 nm的TiO_2超细颗粒为固相,借助CFD软件ANSYS Fluent 15.0,将声场模型与欧拉双流体模型相结合,将声场对导向管喷流床中超细粉聚团的流动特性进行数值模拟,研究了声场对气泡和固含率云图、固相时均浓度分布、固(气)相时均速度分布以及流化气旁路分率的影响。结果表明:声场的震荡作用促进环隙区颗粒在气流中均匀分散,减小气泡尺寸,从而使固含率分布变得更均匀;而导向管内由于射流速度较高,声场对固相浓度分布影响很小,但在壁面附近,由于射流速度下降,声场的震荡作用使固相浓度下降;声场增大了环隙和喷泉区的湍动强度,轴向时均速度在径向上分布得更加均匀;声场能够有效抑制流化气的旁路,显著减小流化气旁路分率。     

提升管-下行床耦合反应器内颗粒混合行为

引　言循环流化床中气固两相的流动有两种不同的方式 :提升管中为气固并流上行的逆重力场运动 ,下行床中为气固并流下行的顺重力场运动 .其差异表现为提升管内颗粒浓度、速度以及气体速度在径向上严重的不均匀 ,颗粒浓度概率密度分布以及速度的瞬时信号都表明了颗粒团 -空穴两相结构的存在[1] ,一些研究[2 ,3] 还发现提升管中颗粒的停留时间分布 (ＲＴＤ)曲线存在较大的拖尾甚至出现双峰 ,研究者认为提升管内存在弥散颗粒和颗粒团两种不同的混合机理 ;下行床则比提升管大大改善 ,气固速度、颗粒浓度沿径向分布要均匀得多 ,颗粒的ＲＴＤ曲线…     

旋流气升式反应器中醇水溶液的气含率与循环液速研究

在内径0.090m总高2.4m的旋流气升式环流反应器中,以空气作气相,分别以水、1%(v)正丁醇水溶液和异丙醇水溶液(浓度(v)为1%、5%、10%)为液相,在上升区表观气速为0.46~2.53cm·s~(-1)范围内,研究了底部间隙、翅片数量、异丙醇水溶液和正丁醇水溶液物系对上升区气含率和下降区液体速度随上升区表观气速的变化规律。结果表明:上升区气含率随底部间隙的减小而增加,液体循环速度则减小;翅片数越少,循环液速越高,3翅片的下降区液体速度比4翅片的平均高约28.3%;气含率在低气速时3翅片的大于4翅片的,高气速时4翅片的大于3翅片的;醇的浓度增加,气含率增加;1%异丙醇水溶液物系的气含率、循环速度均小于1%正丁醇水溶液物系。     

固相萃取-GC-ECD监测地表水中的溴氰菊酯、氰戊菊酯和百菌清微量残留

目的:建立一种固相萃取处理地表水样品,气相色谱配置ECD检测器地表水中溴氰菊酯、氰戊菊酯和百菌清微量残留的分析方法。方法:地表水样品过滤后,经HLB固相萃取柱净化,丙酮作为洗脱溶剂,残渣用正己烷定容至1mL,进样色谱系统分析。结果:溴氰菊酯、氰戊菊酯和百菌清残留在0.02～10.0μg·m L~(-1)浓度范围内呈良好的线性关系,相关系数均大于0.995。检出限如下:溴氰菊酯:0.012μg·L-1,氰戊菊酯:0.008μg·L~(-1),百菌清:0.006μg·L~(-1)。3种农残不同浓度点的回收率均在84.2%～98.7%之间。重复性与精密度相对标准偏差(n=6)均在5.0%以内。结论:该方法前处理简单,灵敏度与准确度高,适用于地表水中溴氰菊酯、氰戊菊酯和百菌清残留的监测。     

三相流化床间歇操作中颗粒的混合与离析行为

在直径41 mm、高1500 mm的间歇操作三相流化床中对双组分固体颗粒的轴向浓度分布、混合和离析行为进行了实验研究. 实验所用固体混合物为密度相近、直径不同的大孔吸附树脂(H-103)与橡胶球. 采用多个百叶窗式金属网及床层膨胀法测量颗粒固含率及流化床气含率沿床层轴向的变化情况,借用描述液-固两相流化床的沉降-分散模型描述气-液-固三相流化床,并采用了Fan等的离析速度与床层高呈线性关系的假定. 实验结果证明,沉降-分散模型可以用来描述气-液-固三相流化床中的固体浓度分布,Fan等的假设是成立的.     

固相萃取-气相色谱-质谱法检测地表水中的环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺微量残留

研究建立固相萃取-气相色谱-质谱法检测地表水中的环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺微量残留的分析方法。方法将随机采集的地表水样品预处理后,以15mL·min~(-1)流速过HLB固相萃取柱净化,丙酮环己烷(V∶V=1∶2)溶剂进行洗脱。收集洗脱液于45℃N_2吹至近干,环己烷定容至1.0mL,经0.22μm微孔滤膜过滤后,进样气相色谱仪质谱系统,外标法定量测定。结果环酰菌胺、醚菌胺和环氟菌胺在质量浓度0.01～5.0μg·m L~(-1)范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995;检出限如下:环酰菌胺:0.006μg·L~(-1)、醚菌胺:0.008μg·L~(-1)、环氟菌胺:0.009μg·L~(-1);加标回收率均在87.5%～95.7%之间,重复性相对标准偏差在5.0%以内。结论方法具有简单、快速、定性定量检测结果准确等特点,适用于地表水中杀菌剂类农药残留的监测。     

GLS—MALR中混合特性的研究

在一具有四室的气-液-固三相多室气升式环流反应器（MALR）中,利用电导脉冲示踪技术研究了空气-水及不同浓度的乙醇水溶液-聚苯乙烯三相物系在MALR中的混合特性（混合时间和波登斯坦准数与两个上升室的表观气速和不同体积浓度的乙醇水溶液间的关系）。实验结果表明,两上升室的表观气速和乙醇溶液的浓度对器内的轴向分散和混合均有影响,但MALR的返混程度是比较小的。     

高长径比环流反应器中气、固含率的轴向分布研究

在高长径比(H/D=22.2)内环流反应器中,常温常压下,以空气-水-石英砂为物系,研究了表观气速和固体装载量对平均气含率、下降区气含率、上升区固含率、下降区固含率的影响,以及上升区气含率、固含率随轴向高度的分布规律.结果表明:平均气含率、下降区气含率随着表观气速的增加而增加,随ω(固体)增大而下降,ω(固体)≤2.6...     

非均匀气固两相系统中多尺度传质模型

建立了适用于气固循环流化床的多尺度传质模型 .从过程与尺度的角度出发 ,将非均匀气固两相流中的传质过程分解为静态与动态的过程 ,并将前者分解为稀相内、密相内以及稀密相间 3个尺度下的传质 ;在用多尺度能量最小 (EMMS)模型求解已知物系性质和操作条件的非均匀气固两相流体动力学参数的基础上 ,借助于前人的研究结果 ,利用相对滑移速度、空隙率等参数求解传质系数 ,求得轴向的浓度场分布 ,并讨论非均匀两相流动结构对传质效率的影响     

直接模拟蒙特卡罗方法研究循环流化床内颗粒聚团的流动

采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)模拟颗粒间的碰撞,用Lagrangian方法计算颗粒的运动.采用考虑颗粒脉动流动对气相湍流流动影响的大涡模拟(LES)研究气相湍流.数值模拟垂直管道内气固两相上升流动,对管内气相速度和颗粒相速度、浓度,以及聚团流动进行分析,得到气固两相上升流中颗粒流动的有关信息.     

旋流气升式环流反应器的局部气、固含率研究

新开发的有机玻璃制成的旋流气升式环流反应器高为2m、内径75mm,内部的导流筒(材料为PVC)高1.5m、内径30mm、壁厚1mm且装有10组扇形翅片。以空气-水为两相物系、空气-水-K树脂为三相物系,常温常压下,利用直接取样法和压差法测量了上升区局部的气含率、固含率,研究了不同底部间隙、不同固体装填体积分数下表观气速和轴向高度对上升区气含率、固含率的影响规律。结果表明:在均匀鼓泡流时上升区气含率随着表观气速的增大而增大,随着固体装载量的增加而下降;在非均匀鼓泡流时,三相物系的气含率高于两相物系的气含率。随着上升区轴向高度的增大,上升区局部气含率变化不大;底部间隙越大,气含率越小。在轴向高度较低时上升区固含率随着轴向高度的增大而减小,轴向高度较高时上升区固含率基本保持不变。     

CH4+C2H4气体混合物的水合物相平衡

实验考察了CH_4 C_2H_4 THF 水混合体系在一定温度(276.15～282.15K)、压力(2.0～3.0MPa)和THF水溶液浓度(THF摩尔分数60％～12.0％)范围内的气体-水合物相平衡情况。结果表明:富水相中THF的加入大大地阻碍了水合物孔穴中C_2H_4的进入,使得乙烯在气、固两相中的分配发生了逆转,乙烯在气相中被提浓,而无THF存在时乙烯则是在水合物相中得到富集。     

气-固并流下行快速流态化的研究(I)

研究气-固并流顺重力场运动中气-固两相之间的相互作用,并依此将气-固运动过程分为第Ⅰ、Ⅱ加速段及恒速段.在直径为φ140mm,高为5.8m的下行快床中,测定了不同操作条件下(μ_g=1.3-10m/s,G_a=30-180kg/m~2·s)床层压力梯度轴向分布及第Ⅰ加速段长度的变化规律,同时考察了颗粒特性对上述过程的影响.     

环管反应器内液固两相流的数值模拟

为了对环管反应器内液固两相的流动形态进行研究,建立了以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型.在浆液流速远大于自由沉降速度的情况下,模拟了不同浆液入口速度时的环管反应器上升段压力降,同时对管道内液固两相流中的一些重要参数进行了数值研究:在入口液固两相体积分布均匀的情况下,环管反应器上升段、弯管段以及下降段液固两相体积分布和液固两相速度均不一样,在弯管段由于离心力存在而引起管道内二次流,使得固相颗粒甩向弯管的外侧壁,引起固相体积分数在弯管外侧壁明显增大,管道内固体颗粒相分布不均.在浆液速度v =3 m·s-1时,液相和固相的速度有一定的速度差,随着入口速度增大,速度差变小;当浆液速度v =7 m·s-1时,固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同,两者之间的滑移速度可以忽略.计算结果与传统经验公式的比较表明模型能有效地描述环管反应器内压力降和反应器内浆液流动形态.     

粗糙颗粒动理学及流化床内气固流动的数值模拟

基于气体分子动理学和颗粒动理学理论,考虑颗粒旋转流动对颗粒碰撞能量交换和耗散的影响,建立粗糙颗粒动理学。采用Chapman-Enskog颗粒速度分布函数,提出了颗粒相应力、热通量和颗粒碰撞能量耗散计算模型。采用欧拉-欧拉气固双相流模型,数值模拟鼓泡流化床内气体-颗粒两相流动特性。模拟结果得到了床内颗粒相速度和脉动速度分布,与Yuu等实验结果相吻合。分析不同的切向弹性恢复系数对颗粒相拟总温的变化规律,结果表明在低颗粒浓度时颗粒拟总温随切向弹性恢复系数而增加。     

顺酐加氢制备下游产品催化体系的研究进展

评述了顺酐催化选择加氢制备下游产品的多相催化体系 (包括气 -固两相或气 -固 -液三相反应体系 )和均相催化体系的研究进展。指出今后的研究方向是开发具有高活性、高选择性、易于分离且可以通过改变反应条件来制备不同加氢产物的催化剂及深入研究催化加氢机理     

循环流化床气体-颗粒团聚物两相流体动力特性的研究

基于气固两相流体动力学,建立循环流化床内气体-颗粒团聚物两相流动模型,模拟计算循环流化床内气固两相流动.理论预测得到循环流化床内颗粒团聚物的形成,得到颗粒"环-核"流动结构,模拟计算颗粒相浓度和速度以及气相速度分布与前人实验结果的趋势基本吻合.     

矩形微通道内气液两相流型及其转换边界的实验研究

气液两相流流型预测是微流动系统设计和控制的基础.实验在带有“十”字形和“T”字形的矩形微通道(主通道水力直径0.29 mm)内,以氮气作为气相,分别以乙醇-表面活性剂水溶液或丙酮-表面活性剂水溶液为互溶混合液相,对气液两相流型及转换边界进行了研究.气相表观速度和混合液相表观速度分别在0.012～22.391 m·s-1...