气液固三相循环流化床气液传质行为

<正>气液固三相流化床反应器在石油化工、湿法冶金、环境工程和煤的液化等工业领域得到了广泛应用,其基础研究也取得了很大进展.但是,传统三相床主要应用于低液速(U_L<     

提升管三相流化床内的气液传质系数

采用溶氧电极法测定了以牛顿和非牛顿流体为液相的提升管三相流化床的气液传质系数（ｋｌａ）。证明其值受床层流动特性的影响显著，那些能提供高气含率和增大液体循环速率的操作条件也有助于ｋｌａ的提高。通过引入广义雷诺数得出了计算牛顿和非牛顿流体内ｋｌａ的关联式     

三相生物流化床的相含率及气液传质性能研究

采用内循环三相生物流化床,用清水进行了在不同活性炭载体加入量下,当进气量改变时流化床内的气液传质性能的实验,认为当Ug≥0.75m^3/h时,随着气体流量增加,可改善流化床的氧传质效率,缩短循环时间和混合时间,提高气含率,但过高的气体流量（Ug≥1.1m^3/h）并不利于流化床的操作。载体加入量增加,会导致氧传递性能下降,循环时间和混合时间缩短,气含率减小。     

气液固三相环流反应器的研究进展

综述了气液固三相环流反应器的类型及工作原理、气液固三相环流反应器的特性参数(气含率、固含率、循环液速、液相体积传质系数、轴向分散系数)的测量方法和影响因素，介绍了特性参数的数学模型。并对现有模型进行了评述。对今后的研究提出一些建议。     

气液固微型流化床的气液传质系数

气液固微型流化床兼具微流控系统和宏观流化床的优点,具有潜在的工业应用价值,但是,其应用基础研究十分缺乏。采用床径为1.6、2.0、2.4 mm的微型流化床,平均粒径为160、190、220 μm的玻璃珠,以NaOH水溶液吸收CO₂气体为气液传质研究物系,在三相流动研究的基础上,考察了表观气速、表观液速、床径、粒径等对三相微型流化床气液体积传质系数的影响。结果表明：给定其他条件,增加表观气速和表观液速,均使气液体积传质系数增大;表观气速主要改变气含率和气液相界面积,而表观液速主要改变液相传质系数;床径减小,气液相界面积和气液体积传质系数都有所增加;在气液两相微型鼓泡塔中加入固体颗粒,形成三相分散鼓泡流型,当其固含率在0.15~0.30范围内,可显著增强气液传质,其气液体积传质系数是气液微鼓泡塔的1.1~1.5倍;与宏观流化床相比,相同条件下微型床的相界面积为它的5~10倍,是微型流化床具有更大体积传质系数的主要影响因素。     

气液液三相体系中的气液传质特征

选取CO2-K2CO3/KHCO3为吸收体系,次氯酸钠为催化剂,甲苯、异戊醇为第2液相,应用Danckwerts图来同时确定液侧传质系数KL和界面面积a,通过实验研究了分散第2液相的加入对气液传质的影响。实验结果表明,随着分散相体积分数φ(1%—10%)的增大,或分散相形成的液滴直径的减小,以及传质组分在分散相和连续相中溶解度的比值m(即传质组分在实验体系的分配系数)增加,或在二相间的相对扩散系数增加时,可显著增强气液传质,为气液液三相体系的系统化研究提供了实验依据。     

气液固微型流化床的气液传质系数

气液固微型流化床兼具微流控系统和宏观流化床的优点,具有潜在的工业应用价值,但是,其应用基础研究十分缺乏。采用床径为1.6、2.0、2.4 mm的微型流化床,平均粒径为160、190、220 μm的玻璃珠,以NaOH水溶液吸收CO₂气体为气液传质研究物系,在三相流动研究的基础上,考察了表观气速、表观液速、床径、粒径等对三相微型流化床气液体积传质系数的影响。结果表明：给定其他条件,增加表观气速和表观液速,均使气液体积传质系数增大;表观气速主要改变气含率和气液相界面积,而表观液速主要改变液相传质系数;床径减小,气液相界面积和气液体积传质系数都有所增加;在气液两相微型鼓泡塔中加入固体颗粒,形成三相分散鼓泡流型,当其固含率在0.15~0.30范围内,可显著增强气液传质,其气液体积传质系数是气液微鼓泡塔的1.1~1.5倍;与宏观流化床相比,相同条件下微型床的相界面积为它的5~10倍,是微型流化床具有更大体积传质系数的主要影响因素。     

模拟三相流化床中颗粒尺寸对单气泡传质系数的影响

本文在模拟三相流化床中,测量了单气泡的传质系数,实验结果表明颗粒直径对气-液传质系数影响显著。颗粒直径较大时,传质系数有明显提高。     

三相循环流化床中气泡大小及其分布的实验研究

用光纤探头技术对三相循环流化床中的气泡大小及其分布进行了系统研究 ,实验测定了操作条件对气泡大小及其分布的影响规律 .实验结果表明 ,三相循环流化床中气泡的大小分布可用对数正态分布表征 ,在实验条件下气泡平均直径在床中心区域较小且沿半径方向由中心向边壁逐渐增大 ,并随表观气速的增大而减小 ,随固含率的增大而增大 ,表观液速对气泡平均直径的影响较小     

循环浆态床气液传质系数的研究

以空气-水-玻璃微珠和空气-石蜡油-玻璃微珠两种三相系统为研究对象,在常温常压下分别考察了液体介质的粘度等物性因素,表观气速、固含率、液体循环量等操作因素,气体分布器、分隔板等结构因素对循环浆态床反应器气液传质特性的影响.实验结果表明,气液传质系数随表观气速的增加而增加,随液体粘度和固含率的增大而减小,当表观气速和固含率增加到一定程度后,传质系数趋于稳定;低气速下,玻璃烧结板的传质效果较好,而较高气速时,多孔板和新型锐孔分布器的传质效果较好;分隔板能显著增大气液传质系数.对多孔板分布器实验数据进行了拟合,得出气液传质系数的经验关联式,关联式计算值与实验结果吻合良好.     

新型内循环生物流化床的流体力学性能

以挂膜后的活性炭为载体,在不同投加率下,研究了典型内循环生物流化床的水力特性及充氧特性。流体循环时间及混合时间随气速及载体投加量增加而缩短;循环时间随液速增大而缓慢减小;混合时间随液速变化规律较复杂;各区气相含率随气速及载体含率的增大而升高;且受气速影响显著;KLa随气速、载体投加率增加总趋势为增大,但幅度较小。     

循环流化床气固传质实验研究

This study is devoted to gas-solid mass transfer behavior in heterogeneous two-phase flow. Experiments were carried out in a cold circulating fluidized bed of 3.0m in height and 72mm in diameter with naphthalene particles. Axial and radial distributions of sublimated naphthalene concentration in air were measured with an online concentration monitoring system HP GC-MS. Mass transfer coefficients were obtained under various operating condition, showing that heterogeneous flow structure strongly influences the axial and radial profiles of mass transfer coefficients. In the bottom dense region, mass transfer rate is high due to intensive dynamic behavior and higher relative slip velocity between gas and clusters. In the middle transition region and the upper diluter region, as a result of low mass transfer driving force and the influence of flow structure, mass transfer rate distribution becomes non-uniform. In conclusion, among the operating parameters influencing mass transfer coefficients, the superficial gas velocity is the most important factor and the solid circulation rate should be also taken into account.     

循环流化床的沸腾传热

A model is proposed to predict boiling heat transfer coefficient in a three-phase circulating fluidized bed (CFB), which is a new type of evaporation boiling means for enhancing heat transfer and preventing fouling. To verify the model, experiments are conducted in a stainless steel column with 39 mm ID and 2.0 m height, in which the heat transfer coefficient is measured for different superficial velocities, steam pressures, particle concentrations and materials of particle. As the steam pressure and particle concentrations increase, the heat transfer coefficient in the bed increases. The heat transfer coefficient increases with the liquid velocity but it exhibits a local minimum.The heat transfer coefficient is correlated with cluster renewed model and two-mechanism method. The prediction of the model is in good agreement with experimental data.     

二维三相循环流化床液体停留时间分布的研究

用脉冲示踪法对二维三相循环流化床液体停留时间分布(RTD)进行了测定。在气速2～3m／s,液体循环量0～0．35m^3／h,固体循环量1．5～1．75g／s的范围内测得的液体停留时间分布曲线均有明显的3峰分布。其中前两峰分布是由于提升管中颗粒与液体之间和液体与气体之间共同作用改变了液体轴向速度分散程度的结果。第三个峰的分布是由于液体进入循环仓循环后在出口处检测的RTD曲线,并且提出一维两组分扩散物理叠加模型,模型的预测结果与实验获锝的RTD曲线平均误差小于5％,可较好地描述提升管中液体停留时间分布曲线。     

三相流化床动力学特征的影响因素

利用电导探头测试技术,以不同粒径的玻璃珠颗粒、金精矿、金矿氰化尾渣为固相,空气为气相,不同粘度的液体为液相,对三相流化床中不同测孔的电导率进行测试和计算,系统研究了颗粒粒径(dp)、密度(r)、质量(q)、表观气速(Ug)、液体粘度(ml)等对相含率的影响. 结果表明,dp从0.05 mm增加到0.15 mm,气含率(eg)增加2%~3%,而固含率(es)减小2%~4%;其他条件相同,密度大的颗粒es和eg较小;随q增加,eg降低,es增加,玻璃珠颗粒每增加100 g,eg减小约2.5%,es增加约1.5%;随Ug增大或减小,eg和es亦随之增大或减小;随ml增大或减小,eg和es亦呈增大或减小趋势.     

The Effect of Bed Temperature on Mass Transfer between the Bubble and Emulsion Phases in a Fluidized Bed

The rate of interphase mass transfer between the bubble and emulsion phases of a bubbling fluidized bed is of primary importance in all models for fluidized bed reactors. Many experimental studies have been reported, however, all these investigations have been carried out in fluidized beds operated at room temperature. In this work, the effect of the bed temperature on the interphase mass transfer is reported. Single bubbles containing argon – used as a tracer – were injected into an incipiently fluidized bed maintained at the required temperature. The change in argon concentration in the bubble was measured using a suction probe connected to a mass spectrometer. The effects of bed particle type and size, bubble size, and bed temperature on the mass transfer coefficient were examined experimentally. The interphase mass transfer coefficient was found to decrease with the increase in bed temperature and bubble size, and increase slightly with increase in particle size. Experimental data obtained in this study were compared with some frequently used correlations for estimation of the mass transfer coefficient.     

内循环生物流化床曝气过程氧传质特性研究

针对水-空气-高分子颗粒三相体系,测试了内循环好氧生物流化床曝气过程中气-液相间氧传递的体积传质系数KLa,分析了操作参数(进气量QG、固含率εs和升降流区截面积比Ar/Ad)对氧传质系数KLa的影响。结果表明,KLa随着进气量的提高呈线性增加趋势;固含率对KLa有正反两方面的作用,存在一个较适宜的固含率使氧传质效率达到最高;随升降流区截面积比Ar/Ad的增大,KLa随之提高。基于KLa影响因素的分析对实验数据进行拟合,建立了关于体积传质系数KLa的关联式:Kd=2.23×10-6Reb0.582Ab0.976εs0.016。该关联式预测结果与实验数据吻合良好,对类似流化床反应器的设计有一定参考价值。