采用添加组分改善超细颗粒流态化性能的研究

【摘要】：超细颗粒属于Geldart颗粒分类中的C 类颗粒,通常是指粒径在1～1000nm范围内的固体颗粒。由于这类颗粒具有许多特殊的新性质和新的效应,因而在许多领域具有广阔的应用前景,特别是纳米颗粒在材料科学和催化科学领域中的应用。但是由于超细颗粒自身的特殊性质,特别是颗粒间很大的粘性力,使得它在工业领域中的应用受到了限制。而流态化技术作为一种气固接触的强有效的手段,已在超细颗粒的制备、处理和应用方面具有独特的优越性,但是由于超细颗粒间的粘性力较强,使得超细颗粒很难单独在气-固流化床中稳定流化。因而如何改善超细颗粒的流化性能成为了当前人们关注的焦点。 本实验对原生纳米级颗粒SiO_2 和TiO_2 在锥形流化床中添加组分玻璃珠的流化特性进行了研究。系统地观察了在不同添加玻璃珠粒径和不同添加量的情况下,添加组分玻璃珠的性质对超细颗粒流化特性的影响。实验发现,利用添加组分玻璃珠的方法可以有效地改善SiO_2 和TiO_2 超细颗粒的流化,加入一定量一定粒径的玻璃珠可以抑制超细颗粒流化过程中的沟流、节涌,并降低超细颗粒的临界流化速度,从而改善其流化质量。并且发现玻璃珠粒径d_p = 0.137mm是玻璃珠与SiO_2 颗粒形成分层流化体系还是混合流化体系的分界点;而与此不同的是,对于TiO_2 超细颗粒却能和实验选用的所有玻璃珠完全混合流化,不存在分层现象。此外,系统考察了在添加同一玻璃珠粒径下,要达到较好的流化质量,所需玻璃珠的一个最佳添加量。 在理论分析和实验观察的基础上,对实验结果进行了系统分析,发现添加组分玻璃珠后SiO_2 和TiO_2 的流化聚团尺寸要比没有添加组分的SiO_2 和TiO_2 超