纳米颗粒添加组分的流态化

作     者：宋莲英 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周涛

授予年度：2008年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：纳米颗粒 流态化 添加颗粒 散式化分析 

摘      要：本文主要研究纳米颗粒添加组分的流态化,实验以纳米SiO、TiO、ZnO颗粒为物料进行流化,结果发现在传统流化床中三种颗粒均不能实现正常流态化,出现活塞、沟流、聚团流化等不良现象;在三种纳米颗粒中分别添加FCC、普通AlO和耐高温AlO三种惰性大颗粒后,纳米颗粒的流化特性分别得到不同程度地改善。运用R-Z方程对混合体系流态化的散式化程度进行了检验。实验考察了三种不同添加颗粒的添加量、粒径大小对纳米颗粒流化性能的影响: (1)FCC大颗粒在添加量为30%时可以显著改善纳米SiO的流化特性,添加量增加到40%混合体系的临界流化速度降低,床层膨胀比增大。添加30%的普通AlO颗粒,也可以使纳米SiO实现完全流化,但是流化质量不是很好;添加量为40%时混合体系的流化质量增强。纳米SiO中添加30%的耐高温AlO时对其流化效果的改善并不显著,而添加量为50%时,混合体系的流化质量得到明显改善。 (2)FCC、普通AlO和耐高温AlO三种大颗粒均在添加量为30%时显著改善了纳米TiO的流化特性;添加量增加到40%时,混合体系的流化质量更好。 (3)相同添加量下,三种大颗粒的粒径范围均在180-200目时,混合体系的流化质量达到最好。R-Z分析也表明,添加量越大,粒径越小,床层终端流速与散式化指数越大,即床层稳定操作气速越大,散式化程度越高。在相同添加量和相同粒径下,添加FCC颗粒的混合体系的流化质量最佳,普通AlO次之,耐高温AlO最差。 (4)由于三种添加颗粒与纳米ZnO颗粒的物理性质差别较大,在低气速下仍形成活塞和沟流,而高气速下,压降和床层高度波动较大,床层异常不稳定,床层膨胀比小。因此,FCC、普通AlO、耐高温AlO均可以改善纳米ZnO颗粒流化特性,但是没有达到理想的改善效果。