螺旋盤管反應(yīng)器傳質(zhì)性能及應(yīng)用研究.pdf

1、螺旋盤管反應(yīng)器(Helical Tube Reactor,簡稱HTR)具有結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)轉(zhuǎn)部件、體系溫度易控制、耐壓等優(yōu)點(diǎn)，其螺旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的二次流可強(qiáng)化傳熱、傳質(zhì)、混合過程。目前HTR的基礎(chǔ)研究主要集中在流體流動(dòng)、傳熱、混合及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，關(guān)于HTR傳質(zhì)性能的研究卻相對(duì)薄弱。
　　鑒于氣-液流體流動(dòng)對(duì)傳質(zhì)性能具有重要影響，本文首先在不同操作、結(jié)構(gòu)、物性參數(shù)條件下，對(duì)HTR內(nèi)氣-液兩相流型進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并提出了流型轉(zhuǎn)變經(jīng)

2、驗(yàn)關(guān)聯(lián)式;進(jìn)一步對(duì)HTR內(nèi)氣-液傳質(zhì)性能進(jìn)行了研究，考察不同流型及其他參數(shù)條件對(duì)傳質(zhì)性能的影響;最后將HTR應(yīng)用于納米材料的制備。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.利用可視化手段對(duì)HTR內(nèi)水-氮?dú)怏w系兩相流動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明主要存在四種流型:活塞流、氣泡流、子彈流、環(huán)形流。對(duì)于氣泡流而言，氣泡沿徑向流動(dòng)過程會(huì)發(fā)生團(tuán)聚變形，并存在氣泡穩(wěn)定區(qū)域。實(shí)驗(yàn)考察了反應(yīng)器放置方式、結(jié)構(gòu)、液相粘度、表面張力對(duì)流型分布的影響，并通過理論推導(dǎo)，得

3、到了流型轉(zhuǎn)變的理論經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，具體如下:jG/jL=0.84×10-4He L-0.082 WeL1.52（氣泡流到活塞流）jG/jL=31×HeL-0.26WeL0.06（環(huán)形流到活塞流）
　　2.利用氫氧化鈣-二氧化碳體系，對(duì)HTR傳質(zhì)性能進(jìn)行研究，考察了不同流型對(duì)傳質(zhì)性能的影響，進(jìn)一步固定流型條件，研究反應(yīng)器放置方式、結(jié)構(gòu)、固含量、CO2體積分?jǐn)?shù)對(duì)碳化曲線及吸收控制部分液相體積傳質(zhì)系數(shù)(KLa)的影響。確定了實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)的