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流态化下电石渣循环煅烧/碳酸化捕集CO_2特性

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中国电机工程学报 2014年第26期34卷 4447-4453页

作者：李英杰谢辛孙荣岳时雷山东大学能源与动力工程学院山东省济南市250061

在鼓泡流化床上研究电石渣在循环煅烧/碳酸化反应中的 CO2捕集特性，考察循环次数、反应温度、流化数和颗粒粒径对流态化下电石渣循环碳酸化转化率和速率的影响。结果表明：循环次数增加使电石渣碳酸化转化率衰减，经过50次循环其转化... 详细信息

在鼓泡流化床上研究电石渣在循环煅烧/碳酸化反应中的 CO2捕集特性，考察循环次数、反应温度、流化数和颗粒粒径对流态化下电石渣循环碳酸化转化率和速率的影响。结果表明：循环次数增加使电石渣碳酸化转化率衰减，经过50次循环其转化率可达0.2，高于石灰石。反应初期，电石渣碳酸化速率低于石灰石，但经过一段时间后高于石灰石。碳酸化温度为700℃，煅烧温度为850~900℃时可使电石渣保持较高循环捕集 CO2性能。增加流化数提高了电石渣化学反应控制阶段的碳酸化速率，对产物层扩散阶段速率影响较小。颗粒粒径增大对化学反应控制阶段速率影响不大，但降低了产物层扩散阶段速率。

关键词：流态化电石渣循环煅烧/碳酸化 CO2捕集

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流态化的往昔寻觅及未来启示

化工学报 2021年第12期72卷 5904-5927页

作者：王荘吕潇邵媛媛祝京旭天津大学化工学院天津化学化工协同创新中心天津300072 加拿大西安大略大学颗粒技术研究中心加拿大安大略省伦敦N6A 5B9

自1921年至今,流态化科学与技术的发展迎来了其辉煌的百年。前半个世纪的发展中,在大力推广其工业应用的同时,科学家们做了许多基础理论研究,为流态化的发展奠定了牢固的基石。流态化的早期理论研究,先是以"美国派"的Lewis、Elgin等学... 详细信息

自1921年至今,流态化科学与技术的发展迎来了其辉煌的百年。前半个世纪的发展中,在大力推广其工业应用的同时,科学家们做了许多基础理论研究,为流态化的发展奠定了牢固的基石。流态化的早期理论研究,先是以"美国派"的Lewis、Elgin等学者为代表的,以单颗粒流动为主线的"概括式"研究方式,然后是以"英国派"的Toomey、Rowe、Davidson等学者为代表的,以气固分相为特征开发出气固流化系统理论的"区域式"研究方式。另外,Wilhelm和Kwauk提出了散式与聚式流态化分类,Ergun和Richardson-Zaki提出了最小流态化速度及床层压降和床层膨胀的流态化基本方程。这些早期流态化理论的发展不仅促发了流态化后半个世纪的多样性应用,而且对启迪后续的研究方向,强化多相流反应过程,使之更好地服务于经济社会的发展,并对实现节能减排和碳中和的战略目标具有重要意义。

关键词：流态化早期发展理论回顾未来展望

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流态化过渡状态描述

化工学报 1994年第3期45卷 334-341页

作者：刘得金李洪钟李连轩张建国中国科学院化工冶金研究所多相开放实验室北京100080

用模糊集合描述流化床的状态,从流化床空隙率脉动谱归纳出其不均匀度作为模糊集合的隶属函数.流化床在任何状态下的不均匀度或聚式化度都可用0～l之间的1个数值表示.对液固流态化和气固流态化实验进行观测和描述说明,模糊数学方法能够... 详细信息

用模糊集合描述流化床的状态,从流化床空隙率脉动谱归纳出其不均匀度作为模糊集合的隶属函数.流化床在任何状态下的不均匀度或聚式化度都可用0～l之间的1个数值表示.对液固流态化和气固流态化实验进行观测和描述说明,模糊数学方法能够反映流化床两相结构的存在、漂移和转化,也能体现密度、粘度、粒度和表面性质的因素对流态化状态的影响.

关键词：模糊集合流态化空隙流化床

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流态化模拟：基于介尺度结构的多尺度CFD

化工学报 2013年第1期64卷 95-106页

作者：王维洪坤鲁波娜张楠李静海中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190

介尺度结构是研究气固流态化多尺度行为的关键。传统的基于平均化处理方式的双流体模拟不能准确描述流化床中的多尺度流动和传递行为。相较而言,基于能量最小多尺度(EMMS)方法的结构多流体模型(SFM)基于局部空间(网格)内的非均匀介尺度... 详细信息

介尺度结构是研究气固流态化多尺度行为的关键。传统的基于平均化处理方式的双流体模拟不能准确描述流化床中的多尺度流动和传递行为。相较而言,基于能量最小多尺度(EMMS)方法的结构多流体模型(SFM)基于局部空间(网格)内的非均匀介尺度结构流动特征,其宏观预测结果与网格分辨率基本无关,因而可以大幅降低模拟计算量。基于SFM模拟得到的流动结构,EMMS多尺度传质模型进一步成功解释了传统传质文献中的数据差异。集成上述模型,形成了一整套模拟流化床流动-传递-反应耦合过程的多尺度计算流体力学(CFD)方法,并将其应用于预测循环流化床中典型的S型轴向分布、揭示噎塞转变的机理以及流化床放大困难的原因。多尺度CFD使工业规模循环床的三维、全系统、动态流动-反应耦合过程的准确模拟成为可能,并为实现从模拟向实时虚拟过程转变的目标打下基础。

关键词：介尺度结构 EMMS 流态化多尺度 CFD 结构多流体模型

流态化CVD制备TiO_2-ZnS复合粒子的研究

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材料科学与工艺 2005年第3期13卷 261-263页

作者：周海生王锐贾瑞宝哈尔滨工业大学应用化学系黑龙江哈尔滨150001

为了制备TiO2-ZnS复合粒子,采用流态化化学气相沉积(CVD)法,探讨了其包覆工艺,借助SEM、XRD、EPMA等测试手段研究了复合粒子结构和包覆过程特征.结果表明:TiO2均匀沉积在ZnS超细颗粒原生粒子表面,形成TiO2-ZnS复合粒子;在包覆过程中同... 详细信息

为了制备TiO2-ZnS复合粒子,采用流态化化学气相沉积(CVD)法,探讨了其包覆工艺,借助SEM、XRD、EPMA等测试手段研究了复合粒子结构和包覆过程特征.结果表明:TiO2均匀沉积在ZnS超细颗粒原生粒子表面,形成TiO2-ZnS复合粒子;在包覆过程中同时存在成核和成膜包覆.

关键词：复合粒子流态化制备 CVD 化学气相沉积包覆工艺超细颗粒 TiO2 过程特征粒子结构测试手段 EPMA SEM XRD ZnS 表面成核

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流态化结晶过程中晶体生长的湍流传质模型

化工学报 1997年第4期48卷 465-470页

作者：张小平钱宇华南理工大学化学工程研究所广州510641

根据流态化结晶过程的流体处于湍流运动的事实,将多相湍流理论应用于晶体的生长过程,建立该过程的湍流传质动力学模型.模型计算与实验数据比较表明,湍流传质模型对扩散传质控制的晶体生长过程是可靠的.

关键词：结晶湍流传质模型晶体生长流态化

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流态化与物质相变的相似性

化工学报 2019年第1期70卷 1-9页

作者：陈卫任瑛中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190

通常单组分多相系统随着温度的变化会呈现固态、液态和气态三种不同的结构和性质,而固体颗粒和流体组成的多相系统在循环流化床中随着气体流速的升高也会经历鼓泡、湍动和快速流化三种结构。两类体系虽然呈现不同的结构和性质,但是用介... 详细信息

通常单组分多相系统随着温度的变化会呈现固态、液态和气态三种不同的结构和性质,而固体颗粒和流体组成的多相系统在循环流化床中随着气体流速的升高也会经历鼓泡、湍动和快速流化三种结构。两类体系虽然呈现不同的结构和性质,但是用介科学的概念对体系状态、区域过渡参数、驱动系统状态演变的能力、体系的控制机制等进行类比和分析,其物理根源却大同小异,均为复杂系统中不同控制机制在竞争中协调的必然结果。在对比了流态化与物质的相变两类体系之后,提出了基于能量最小多尺度模型(EMMS)的思想来构建相变理论的主张,从而期望能够充分理解物质的相变这一非平衡动力学过程。

关键词：相变多相流流态化复杂系统竞争协调

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液固和气液固微型流态化研究进展

化工学报 2022年第1期73卷 46-58页

作者：马永丽刘明言李琛胡宗定天津大学化工学院天津300350 化学工程联合国家重点实验室(天津大学) 天津300350

在百年流态化的研究过程中,涉及到直径不同的流化床。但是,多以流化床的大型化为研究目标,对微型流化床及其本身特性的研究很少。作为专门处理固体颗粒的流态化单元过程,其装置的微型化将兼具微通道反应器和宏观流化床各自的优点,是流... 详细信息

在百年流态化的研究过程中,涉及到直径不同的流化床。但是,多以流化床的大型化为研究目标,对微型流化床及其本身特性的研究很少。作为专门处理固体颗粒的流态化单元过程,其装置的微型化将兼具微通道反应器和宏观流化床各自的优点,是流态化研究的重要方向。鉴于气固微型流化床已有全面的国内外进展综述,本文仅对液固和气液固微型流化床的国内外研究进展进行分析。结论性内容包括:液固微型流化床床径减小,壁面效应增强,最小流化液速实验值大于Ergun公式计算值;需对描述液固均匀膨胀流化规律的Richardson-Zaki方程加以修正。气液固微型流化床内存在4种典型流型:半流化、弹状流、分散鼓泡流和液体输送流;由于床径减小,出现半流化状态,依据压降表观液速关系曲线等无法确定最小流化液速;气液固微型流化床的反应性能得以有效提升;最后给出了进一步研究的方向,以期为后续研究提供参考。

关键词：气液固流态化流化床微反应器进展

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中浓纸浆悬浮液的流态化研究及CFD模拟

华南理工大学学报（自然科学版） 2009年第3期37卷 81-84,89页

作者：陈奇峰陈广学陈克复华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

通过高剪切作用力实现中浓纸浆悬浮液的流态化,并对其流态化运动进行研究.结果表明:中浓纸浆悬浮液在流态化过程中的能量耗散最终以热的形式发散,悬浮液在流态化过程中温度不断升高;中浓纸浆悬浮液流态化运动的主体是尺度较小的絮聚团... 详细信息

通过高剪切作用力实现中浓纸浆悬浮液的流态化,并对其流态化运动进行研究.结果表明:中浓纸浆悬浮液在流态化过程中的能量耗散最终以热的形式发散,悬浮液在流态化过程中温度不断升高;中浓纸浆悬浮液流态化运动的主体是尺度较小的絮聚团的流动,体现出牛顿流体的流体动力学特性,流态化过程中存在着纤维分散与絮聚的动态耦合与平衡关系.文中还在流态化运动研究的基础上,以气—液两相流欧拉模型及基于雷诺时均法的混合湍流模型为基础对中浓纸浆悬浮液的流态化过程进行了计算流体力学(CFD)模拟,结果表明模型的数值计算结果与实验结果吻合较好.

关键词：中浓纸浆悬浮液流态化 CFD模拟