利用電石渣吸收低濃度二氧化碳制備超細(xì)碳酸鈣的反應(yīng)器研究.pdf

1、針對(duì)電石渣和電解鋁行業(yè)低濃度二氧化碳廢氣的治理及綜合利用問(wèn)題，本課題組提出了利用電石渣吸收低濃度二氧化碳制備超細(xì)碳酸鈣的工藝流程。由于碳化反應(yīng)是氣液兩相反應(yīng)，而在常規(guī)碳化反應(yīng)器中低濃度二氧化碳不易被有效利用，因此本課題組創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)并制作了新型文丘里射流反應(yīng)器用作碳化反應(yīng)器。本文基于文丘里射流反應(yīng)器設(shè)計(jì)并組裝一套可以連續(xù)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置，重點(diǎn)針對(duì)反應(yīng)器的氣液混合特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中采用雙電導(dǎo)探針研究了反應(yīng)器中氣泡特性的分布;并利用示蹤

2、粒子成像測(cè)速技術(shù)考察了反應(yīng)器中流場(chǎng)分布;通過(guò)用pH計(jì)對(duì)反應(yīng)器內(nèi)體系pH的在線測(cè)量，計(jì)算得到了不同工況下的二氧化碳吸收速率，并得到以下結(jié)論:
　　(1)氣體流量的增加，相同位置處的氣泡sauter直徑增加，局部氣含率有明顯增加，氣液界面濃度有明顯增加;液體流量的增加，相同位置處氣泡sauter直徑變化不大，局部氣含率略有減小，氣液界面濃度減小。
　　(2)相同液體流量的工況下，氣量很小的情況，流動(dòng)平緩，氣液之間混合情況差，隨著

3、氣量的增加，湍動(dòng)逐漸劇烈，漩渦增多且變大，混合效果越來(lái)越好;相同氣體流量的工況下，隨著液體流量的逐漸增大，反應(yīng)器內(nèi)速度場(chǎng)逐漸趨于紊亂，并且出現(xiàn)了越來(lái)越多的大渦，湍動(dòng)也越來(lái)越劇烈;各個(gè)工況下，反應(yīng)器內(nèi)的湍動(dòng)都是隨著流體的運(yùn)動(dòng)而逐漸減弱，在反應(yīng)器最后階段趨于穩(wěn)定。
　　(3)增大氣體流量，氣體對(duì)液體的攪拌作用增強(qiáng)，容積傳質(zhì)系數(shù)增大，使二氧化碳的吸收速率加快;隨著溫度的升高，容積傳質(zhì)系數(shù)不斷的下降。說(shuō)明升高溫度，不利于碳化反應(yīng)中二氧化碳

4、的吸收過(guò)程;在較低液體流量條件下，增加液體的流動(dòng)速度可以加速氣液傳質(zhì)，但是如果液體流量過(guò)高，液體流動(dòng)速度過(guò)大，反而會(huì)使氣液傳質(zhì)受到限制;在低二氧化碳濃度的條件下，增大氣體中的二氧化碳含量可以加快氣液傳質(zhì);經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的量綱分析，整理出了關(guān)于容積傳質(zhì)系數(shù)的準(zhǔn)數(shù)方程:AK/V=0.000817w1.57251Q-0.29667GQ3.795191LT-1.221939
　　(4)液體流量與氣體流量對(duì)產(chǎn)品碳酸鈣的粒徑形貌影響不大。與高