氣液固多相反應(yīng)體系廣泛存在于石油加工、精細(xì)化工等生產(chǎn)過程。氣液傳質(zhì)效果對多相反應(yīng)的宏觀反應(yīng)速率影響顯著。研究表明,在液體中加入顆粒后,氣體的溶解效果（溶入容量和傳質(zhì)系數(shù)）會發(fā)生變化,顆粒對氣體溶解效果的影響對宏觀反應(yīng)動力學(xué)研究、催化劑開發(fā)、溶劑的選擇具有重要意義。而關(guān)于顆粒對氣體溶解效果的研究方法和影響規(guī)律的研究報道較少。本文建立了固體顆粒存在條件下氣體溶解效果的研究方法,考察了活性炭、多壁碳納米管、親水SiO2、疏水SiO2顆粒對H2在水和甲醇中溶解效果的影響規(guī)律。結(jié)合傳輸機(jī)理和滲透理論建立了三維非穩(wěn)態(tài)非均相傳質(zhì)模型,具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）固體顆粒存在條件下氣體溶解效果的研究方法。搭建了氣體溶入容量和液相體積傳質(zhì)系數(shù)的測量裝置,建立了氣體溶入容量和液相體積傳質(zhì)系數(shù)的計算方法。（2）固體顆粒對氣體溶解效果的影響規(guī)律。在水中加入活性炭顆粒后,隨著活性炭顆粒含量的增加,H2的液相體積傳質(zhì)系數(shù)先快速增加后趨于水平,活性炭顆�？梢允挂合囿w積傳質(zhì)系數(shù)最大增大3倍,平衡時間可以從10000 s縮短到4000 s。在水中加入多壁碳納米管顆粒后,H2的液相體積傳質(zhì)系數(shù)隨著多壁碳納米管顆粒含量的... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１雙膜理論示意圖??

?第一章緒論???和液膜為停滯不動的膜，傳質(zhì)阻力集中在氣膜和液膜中，在氣相主體和液相主體??中各組分濃度均勻分布，氣膜和液膜內(nèi)各組分的傳遞遵循菲克第一定律，在氣液??界面處為平衡狀態(tài)。由于氣膜和液膜很薄，與通過膜的溶質(zhì)的量相比，膜內(nèi)溶質(zhì)??的量很小，因此認(rèn)為溶質(zhì)在膜內(nèi)的擴(kuò)散為穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散。??氣液界面??氣相?液相??ｈ??氣膜液睽??圖１－１雙膜理論示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｆｉｌｍ?ｔｈｅｏｒｙ??液相傳質(zhì)系數(shù)可以表示為：???式（１－９）??竑為液相傳質(zhì)系數(shù)，４為液膜厚度，為擴(kuò)散系數(shù)。??１．３．１．２滲透理論??氣相???１?１?■?■…－Ｉ?１?ｐ氣液界面??圖１－２滲透理論示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ?ｔｈｅｏｒｙ??在實際氣液反應(yīng)設(shè)備中，氣液相界面處于湍動狀態(tài)，很難保證存在長時間靜??止的傳質(zhì)層，基于此考慮，Ｈｉｇｂｉｅ［４９］于１９３５年提出了滲透理論。滲透理論示意??圖如圖１－２所示，滲透理論將液相視為由很多微元組成，微元運(yùn)動到氣液界面并??停留一定時間，在停留時間內(nèi)溶質(zhì)以不穩(wěn)定擴(kuò)散方式進(jìn)入到微元中，在微元和氣??９??

相模型又可分為一維模型、二維模型、三維模??型。??１．４．１均相模型??均相模型是最早建立的，均相模型的特點是模型簡單，求解耗費的機(jī)時少。??均相模型假設(shè)顆粒在液相中均勻分布，不考慮顆粒的幾何效應(yīng)，顆粒不與氣相直??接接觸，不考慮顆粒的相互作用。Ｂｒｕｉｎｉｎｇ［６７］、Ｍｅｈｒａ［６８］、Ｌｉｔｔｌｅ［６９］基于滲透理論??建立了均相模型，＼＆８乂７（）］基于表面更新理論建立了均相模型。??傳？膜?液相主體??１－￡連續(xù)相??氣相—Ｉ?１——??＾?ｅ?分散相??圖１－３典型均相傳質(zhì)模型??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ?ｍａｓｓ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｍｏｄｅｌ??ＢｍｉｎｉｎｇｆＭ以滲透理論為基礎(chǔ)建立了非穩(wěn)態(tài)均相模型，模型示意圖如圖１－３??所示，分散相在氣液界面處和液相主體的濃度相同，分散相不直接吸收氣相，而??是通過連續(xù)相吸收氣體，氣體在分散相中的擴(kuò)散足夠快，忽略氣體在分散相中的??傳質(zhì)阻力。??傳質(zhì)控制方程：???式（１－１１?）??邊界條件：??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]ZSM-5型分子篩強(qiáng)化水吸收CO2[J]. 李少剛,朱春英,付濤濤,馬友光.  化學(xué)工程. 2012(12)
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博士論文
[1]漿料反應(yīng)體系中催化劑微粒增強(qiáng)氣液傳質(zhì)研究[D]. 張俊梅.天津大學(xué) 2005



本文編號：3374753