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《天津大学》 2003年
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浆料体系中细颗粒增强气液传质研究

蔡旺锋  
【摘要】: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-Planck equation)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子 由于分散相在液膜内气液近界面的非均匀分布 采用单一网格形式难以对积 分区域进行划分 本文通过建立复合网格方法 简化了 3-D 偏微分方程的建立和 求解 根据这种方法 整个偏微分方程积分区域被分成若干个由复合网格所覆盖 的子区域 不同的子区域选择不同的坐标系和单元网格 组成复合网格的单元网 格在它们相遇处重叠 本文研究了复合网格形成步骤和算法 并将之与有限差分 方法相结合对 3-D 模型方程进行了求解 采用 3-D 模型对影响传质增强作用的系统参数进行了研究 结果表明 气液 传质增强主要决定于距离气液界面较近的颗粒的作用 固液分配系数 第一层颗 粒与气液界面的距离是影响气液传质增强的主要参数 增强因子随着颗粒粒径的 减小几乎呈线形增加 此外 提出了浆料表观粘度影响增强因子的校正因子为 μ0 /μsus 相互作用因子I定量的表述了液膜内不同细颗粒之间对气液传质增强的相互 作用 研究发现它与液膜内颗粒间相对位置关系不大 将 2-D 模型结果采用相互 作用因子修正后获得的局部增强因子结果与 3-D 模型相近 用该方法代替 3-D 模 型计算宏观作用因子 不仅能大大的减小计算时间 同时能更有效地处理液膜内 细颗粒复杂分布时的增强问题 在搅拌槽内对由微溶 Mg(OH)2 颗粒作为分散相的反应性浆料增强吸收 SO2 气体进行了实验研究 得到了 1.0 到 5.2 的增强因子 实验中浆料固含率和搅拌 i WP=4 中文摘要 速率范围分别为0 ≤ εg ≤ 5.0% 和0 ≤ Ns ≤ 6 SO2 气体分压和颗粒粒径分别为 50kPa 和 5.74 μm 对 SO2 Mg(OH)2 和 CO2 Ca(OH)2 吸收体系分别建立了三 区域和二区域增强模型 模型的解析解表明 待传质组分分压 颗粒粒径和浆料 固含率是影响增强作用的主要参数 增强因子随着颗粒粒径和待传质组分分压降 低而增大 考虑近界面颗粒 惰性区 的影响并对表观粘度影响进行校正后的模 型结果与实验结果具有良好的一致性
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ021

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 沈树华;吸附剂颗粒增强气体吸收过程的机理研究[D];天津大学;2007年
2 张娇;微通道内微细颗粒增强气液传质的研究[D];天津大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王志强,吕秉玲,刘建平,蔡英骥,李凤锦,于洪波;沉淀法合成高纯超细氢氧化镁的研究[J];无机盐工业;2001年04期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 白梅;刘有智;申红艳;;沉淀法制备纳米氢氧化镁阻燃剂的研究进展[J];塑料科技;2011年06期
8 刘琴,杨小玲,张怡;2000~2001年国内塑料助剂技术进展(续三)[J];塑料助剂;2002年04期
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10 吴士军;;纳米氢氧化镁阻燃剂的制备研究[J];应用化工;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 贾丽;镁系阻燃剂对有机硅密封剂性能的影响[D];山东大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 宋静;;微通道内气-液两相流动特性研究[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2006年04期
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9 周明,许春建,余国琮;Adsorptive distillation ——Novel hybrid separation process[J];Progress in Natural Science;1995年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 沈树华;吸附剂颗粒增强气体吸收过程的机理研究[D];天津大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邹华生;黄晨;程小平;;超声场与添加剂对鼓泡塔中传质性能的影响[J];高校化学工程学报;2013年04期
2 陈凯;李文秀;张志刚;于三三;张英;彭红;;有机分散相强化气体吸收的研究[J];现代化工;2008年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张莹;含有分散液滴的流体强化二氧化碳吸收研究[D];沈阳工业大学;2012年
2 霍霄鹏;活性炭微粒增强气液传质研究[D];天津大学;2006年
3 沈树华;吸附剂颗粒增强气体吸收过程的机理研究[D];天津大学;2007年
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5 陶舒畅;微细颗粒强化气液传质实验及模型研究[D];清华大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王伟宁;吕秉玲;;碱式氯化镁结晶性能的研究[J];广州化工;1992年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 张兆泉;江东亮;刘茜;;水解诱导碳化硅浆料固化的两种机制[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 本报记者 孙长哲 通讯员 章腾芳;广州儒兴抢占太阳能电池浆料制高点[N];中国高新技术产业导报;2003年
3 实习记者 徐生权 孙文昀 本报记者 王峻峰;中小太阳能浆料企业艰难突围[N];江苏经济报;2011年
4 李红梅;成就国外知名品牌的背后[N];中国纺织报;2006年
5 建设部科技发展促进中心 北京振利高新技术公司;外墙外保温技术问答?[N];中华建筑报;2003年
6 驻福建记者 庄则平 特约记者 林圳勇;福建省要求慎用浆料类外墙保温材料[N];中国建材报;2006年
7 主持 本报记者 梁枫;无浆料织造:从源头告别污染[N];中国纺织报;2011年
8 胡晓玉;西达在浆料业领跑[N];中国纺织报;2004年
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10 记者 王明毅;中油燃气液化气年销售能力达10万吨[N];中国石油报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡旺锋;浆料体系中细颗粒增强气液传质研究[D];天津大学;2003年
2 李昕;浆料鼓泡塔内吸附性微粒增强气液传质研究[D];天津大学;2004年
3 王铁峰;气液(浆)反应器流体力学行为的实验研究和数值模拟[D];清华大学;2004年
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7 潘韵;重组人肝再生增强因子(rhALR)的表达、纯化及生物活性研究[D];浙江大学;2003年
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10 计建炳;复合塔板流体力学和传质性能的研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李少刚;分子筛/水浆料吸收CO_2传质强化的研究[D];天津大学;2012年
2 詹世亮;ACW体系气液平衡研究[D];大连理工大学;2000年
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4 初迎霞;CAFS中流动参数与泡沫形态关系的试验研究[D];北京林业大学;2005年
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9 胡蓉蓉;气液传质宽谱作用旋涡模型及环已烷氧化废碱液的回收利用[D];湘潭大学;2002年
10 杨彩娟;浆料催化精馏酯交换合成DMC的研究[D];天津大学;2006年
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