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浆料体系中细颗粒增强气液传质研究

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化工过程强化是传统化工发展的重要方向之一 微细颗粒加入到液相中形成的浆料能显著提高反应和/或传质速率 本文对具有吸附作用和反应活性的微细颗粒的气液传质增强作用进行了研究浆料鼓泡塔中 气泡周围细颗粒的浓度分布及细颗粒在气泡上的附着效率是影响气液传质增强的重要因素 本文通过求解对流-扩散方程(Fokker-Planckequation)对此进行了定量的研究 结果表明 在不同的 Péclet 数或气泡和颗粒粒径以及浆料体系的其它性质下 颗粒在气泡上的附着分别由对流和扩散两种机理所控制 此外 气泡的相对粘度对颗粒的附着影响显著通过分析其增强气机理 本文建立了吸附剂颗粒强化气液传质的非均相 非稳态 3-D 模型 该模型考虑了气液近界面不同细颗粒对传质的相互作用的本质能适应于颗粒在气液近界面分布较为复杂的体系 当浆料固含率大于 1 2%时3-D 模型计算结果与 1-D 和 2-D 模型计算结果具有明显的差别 此时 应该采用前者来计算其增强因  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

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浆料反应体系中催化剂微粒增强气液传质研究

化工过程强化是传统化工发展的重要方向之一。难溶气体参与的气液反应过程中,气液传质是反应过程的主要阻力。催化剂微粒能增强气液传质,提高反应速率。本文就催化剂微粒对气液传质的增强作用做了实验和理论研究。在容积为1L的搅拌釜中,对树脂颗粒催化作用下的异丁烯水合反应及异丁烯在水-叔丁醇混合溶剂中的溶解度进行了实验研究。在0.74MPa、75℃实验条件下,考察了不同粒径颗粒催化剂及不同催化剂固含率作用下的水合反应速率。在70~90℃、0.60~0.74MPa条件下,得到了异丁烯溶解度与温度及叔丁醇摩尔浓度的关联式。利用全混釜浆料反应过程模型、异丁烯水合反应实验数据、参数估计程序,求解出异丁烯水合反应动力学方程参数及异丁烯在液相中的容积传质系数。通过比较不同粒径及不同固含率催化剂作用下的容积传质系数,得到结论为:小粒径颗粒对气液传质有增强作用,粒径越小增强作用越明显;在一定的催化剂固含率范围内,传质系数随固含率的增加而增加,且粒径较小时固含...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

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分散颗粒增强气液传质机理及模型研究

分散颗粒增强气液传质是化工过程的强化手段之一,本文对分散颗粒(包括分散固体颗粒与分散液滴)增强气液传质的机理及模型进行研究。提出分散颗粒增强物理吸收的机理包括传输作用和流体力学作用,并建立了三维非稳态非均相非规则分布多粒子双机理模型(TIHIND Model)。在TIHIND模型前,分别建立了空白溶液模型和一维、二维或三维,单颗粒或多颗粒,点颗粒或真实颗粒的传质模型。通过对空白溶液模拟得出合理的计算渗透膜厚度为2πDτ,并重新定义增强因子。单颗粒或多颗粒模型得到的各参数对传质增强的影响与文献中模型预测趋势一致。考虑分散颗粒在计算微元内具有随机分布,可进一步得出:不同颗粒位置分布可得到不同的总增强因子;不同位置处的分散颗粒对总增强因子的贡献率不同,可以用颗粒屏蔽系数来研究多颗粒体系中各分散颗粒间的关系。相比较一维和二维模型,三维模型中颗粒的屏蔽系数最小,因此在三维模型中应该考虑大量颗粒对总增强因子的贡献。TIHIND模型可以考察计...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

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反应性固体颗粒增强气液传质研究

化工过程强化是实现化工生产过程高效、节能与减排等目标的重要手段,也是传统化工发展的重要方向之一。本文对反应性固体颗粒增强气液传质过程进行了实验和理论研究。对反应釜内含有瞬时化学反应性微溶固体颗粒增强气体吸收过程进行了理论分析,在溶质渗透模型基础上,结合cell模型建立了一维传质模型,考虑反应固体颗粒尺寸以及固体颗粒溶解速率对传质过程的影响,对模型进行了解析求解,得到了传质系数和传质增强因子的数学表达式。考虑颗粒位置及颗粒间相互作用对传质的影响,采用数理统计的方法,建立了二维界面传质模型,并采用复合网格技术对二维传质模型进行了数值求解。结果表明,增强因子随固含率的增大而增大,并逐渐趋于一个恒定值,然而增强因子随气相分压、固体颗粒粒径、固体颗粒与界面距离的增大而减小。将鼓泡塔模型和二维界面传质模型相结合,对鼓泡塔内伴有化学反应的气液固三相传质过程进行了数值求解。结果显示增强因子随着固含率和气体流量的增加而增大,随气相分压和颗粒粒径的...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

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浆料鼓泡塔内吸附性微粒增强气液传质研究

在气液系统中加入吸附性微粒能够强化气液传质,该浆料系统由于其对化工过程的强化作用已被广泛用于化工、石化和生化等领域中。本文就吸附性微粒对气液传质的增强作用作了实验和理论研究。本文采用内直径为30mm,高为600mm的鼓泡塔实验装置,在接近实验物系泡点温度下,对4A分子筛/异丙醇-水和4A分子筛/叔丁醇-水浆料系统进行了气液传质实验,考察了表观气速、固含率和粒径对气液传质的影响。考虑鼓泡塔内液相轴向返混及气液两相间的热量传递,建立了浆料鼓泡塔内气液传质和传热的数学模型,采用有限差分法、追赶法和龙格-库塔-吉尔法对模型方程进行了数值求解,对实验过程进行模拟,利用计算结果对鼓泡塔内微粒增强气液两相传质的影响进行分析。利用实验和模型计算结果,对影响传质的因素进行分析,将液侧总体积传质系数与浆料系统表观气速、固含率、粒径、表观粘度、表面张力和表观密度以及扩散系数等参数,进行关联,利用最小二乘法得到了浆料系统一定物性范围内可以适用的关于液侧...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

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吸附剂颗粒及污染物对CO_2吸收过程影响的研究

微细粒子对气液传质的影响已受到了人们的广泛关注,成为化工过程强化研究的一个重要内容。本文着重对水溶液中活性炭颗粒及指纹对CO2吸收过程的影响和机理进行了研究。在0.8L的恒温搅拌釜中,研究了CO2在活性炭颗粒/水形成的浆料体系和受指纹污染水中的吸收过程。在实验温度298.15±0.5K下,考察了指纹污染程度:0.25~5min;起始压力:0~0.2MPa;转速:0~210min-1;颗粒含量:0~1 kg·m-3;粒径:3~300μm等因素对CO2吸收速率的影响。指纹污染对CO2在水中的吸收速率具有明显的抑制作用。添加活性炭粒子能够增强气液传质,且粒径较小时增强效果比较明显。颗粒含量较低时,增强因子近似线性增长,当颗粒含量达到某一定值后,增强因子逐渐趋于一常数。测定了活性炭粒径3μm,颗粒含量0.15 kg·m-3,转速120min-1下,不同起始压力的增强因子。结果表明,增强因子随起始压力先增大后减小。固定颗粒含量下,搅拌强度...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>