下行床气固传质特性的实验与理论研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张永 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2006-05-30 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 林伟刚 |
| 关键词 | 下行床 臭氧 实验 传质 扩散 模型 |
| 学位专业 | 化学工程 |
| 中文摘要 | 气固并流下行循环流化床反应器（简称下行床反应器）具有气固相浓度和速度径向分布均匀、返混小、停留时间短等优点，在石油化工、煤及生物质热解等领域具有广泛的应用前景。目前对下行床中流动结构的研究已经较多，但传质特性的研究还较少。同时，已进行的研究多集中于对气相扩散系数的研究，气固传质的研究非常有限。因此，深入研究下行床反应器内的传质特性非常必要。
本研究以臭氧催化分解反应为模型反应，研究了下行床中的传质特性。研究工作主要围绕两方面进行：首先建立了下行床反应系统，并进行实验测量；其次，在实验结果基础上，建立气固传质模型和气相扩散模型，得到了气固传质系数和气相扩散系数。
本研究自制了臭氧分解催化剂，并在固定床中测定了催化反应速率常数。以该催化剂为循环物料，在内径0.09m、有效高度8.2m的有机玻璃下行床中进行了臭氧催化分解实验。实验在操作气速2.49~4.15m/s、颗粒循环速率为2.77~12.21kg/(m2•s)的范围内进行，测定了下行床中5个轴向截面上臭氧浓度分布。结果发现，颗粒浓度分布对臭氧浓度分布有直接影响，径向上中心区域臭氧浓度分布较为均匀，在边壁处臭氧浓度较低；轴向上，加速段内臭氧分解较快，约占总分解率的80%以上。随着颗粒循环速率的增加臭氧分解率增加。
在假设下行床恒速段中气固做平推流流动、气固间传质系数只是轴向位置函数的基础上，计算得到了气固传质系数。综合分子扩散和对流扩散的贡献，考虑气固间滑移速度是比操作气速对气固间传质影响更直接的因素，通过实验数据拟合，得到了适用于预测恒速段中传质规律的传质关联式。
在认为恒速段中气固速度径向分布均匀、扩散系数与床位置无关等假设成立的基础上，建立了气相扩散的偏微分方程模型，通过离散化方法和多元非线性最小二乘法对方程进行求解，计算得到了下行床中径向扩散系数，数值在1~10cm2/s数量级上，并给出了恒速段中扩散系数与操作条件的关联式。
该关联式在2.49 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 85 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1064]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张永. 下行床气固传质特性的实验与理论研究[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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