發(fā)布時間：2020-02-10 22:57

【摘要】：超細(xì)顆粒因粒徑小、比表面積大,具有一系列優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。流態(tài)化技術(shù)能有效地對固體顆粒進(jìn)行混合、輸送及改性,在顆粒規(guī)�；幚矸矫婢哂歇毺貎�(yōu)勢。將流態(tài)化應(yīng)用于超細(xì)顆粒處理的報道越來越多。超細(xì)顆粒由于粒徑很小,原生顆粒之間存在著很強的粘性作用力,導(dǎo)致其流態(tài)化過程與常規(guī)顆粒不同。本文針對SiO2、A1203和TiO2三種超細(xì)顆粒,在不同原生粒徑和不同靜床高度條件下的流化特性進(jìn)行了研究,并通過引入振動場研究超細(xì)顆粒的振動流化行為,同時根據(jù)顆粒聚團在流化時所受結(jié)合力和分離力,建立了基于動態(tài)力平衡的聚團尺寸分布模型。通過傳統(tǒng)流化實驗研究發(fā)現(xiàn),SiO2超細(xì)顆粒的流化隨著表觀氣速升高,分為比例段、屈服段、鼓泡流化段、湍動流化段和飛濺段五個階段,穩(wěn)定流化時表現(xiàn)為類似散式流化的狀態(tài),與之相比,A12O3和TiO2穩(wěn)定流化時表現(xiàn)為鼓泡流化狀態(tài)。原生粒徑從30nm增大到45μm時發(fā)現(xiàn),隨著原生粒徑的增大,顆粒流化能力先減弱后增強,原生粒徑5μm超細(xì)顆粒的流化能力最弱。淺床層超細(xì)顆粒的上行流化氣速明顯比深床層的低,且穩(wěn)定時的床層膨脹比略高,但兩者的下行流化氣速幾乎一致。本文還通過“正-反-正”流化實驗證明了初始床層結(jié)構(gòu)和內(nèi)聚力是導(dǎo)致流化滯后現(xiàn)象的原因。在振動流化實驗中發(fā)現(xiàn),通過引入振動能,在較低氣速下即出現(xiàn)床層突然膨脹、劇烈流化的現(xiàn)象;同時振動能的引入,減弱了超細(xì)顆粒流化滯后現(xiàn)象。恒定振頻下振幅越大超細(xì)顆粒流化效果越好;恒定振幅下,振頻的增大對超細(xì)顆粒流化行為的影響具有兩面性,較低振頻下隨振頻的增加流化效果變好,當(dāng)超過一臨界值時,繼續(xù)增大振頻超細(xì)顆粒的流化效果反而變差。振動能的引入對納米、亞微米級超細(xì)顆粒起到改善流化作用,然而對原生粒徑較大的超細(xì)顆粒流化幾乎沒有影響;亞微米級超細(xì)顆粒的臨界振頻小于納米級顆粒�；陬w粒聚團流化時的受力平衡,建立了聚團破碎-聚合動態(tài)模型,用以預(yù)測超細(xì)顆粒流化床內(nèi)聚團尺寸分布,并與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,大部分誤差在20%以內(nèi)。應(yīng)用模型對Si02、A1203和Ti02三種超細(xì)顆粒在不同原生粒徑和不同靜床高度下聚團尺寸進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明:聚團平均尺寸隨著原生粒徑先增大后減小,原生粒徑5μm時形成的聚團平均尺寸最大;隨著靜床高度的增大,聚團平均尺寸略微增大。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ021

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本文編號：2578278