氣固光催化流化床反應(yīng)器模型研究.pdf

1、該文闡述了多相光催化反應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)及其在環(huán)境污染治理與控制過程中的應(yīng)用.綜述了關(guān)于設(shè)計(jì)多相光催化反應(yīng)器,尤其是設(shè)計(jì)氣固光催化反應(yīng)器的各方面內(nèi)容,設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)重點(diǎn).在總結(jié)了國外研究氣固相光催化反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的方法與內(nèi)容的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室氣固相光催化反應(yīng)器,并對(duì)此進(jìn)行研究分析,建立相應(yīng)的光催化反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型.通過查閱相關(guān)資料與文獻(xiàn),了解到光催化反應(yīng)過程包括了以下四個(gè)基本過程:荷電載流子的產(chǎn)生過程,荷電載流子的捕獲過程,荷電載流子

2、的復(fù)合過程和界面電荷的遷移過程.在全面了解光催化氧化反應(yīng)的機(jī)理及其過程的基礎(chǔ)上,對(duì)上述基本反應(yīng)過程,提出了一個(gè)包括有八個(gè)基元反應(yīng)步驟的反應(yīng)過程模型.根據(jù)對(duì)光催化氧化反應(yīng)的基元反應(yīng)方程分析,在一定條件下,研究了光催化反應(yīng)總反應(yīng)速率方程.在一般情況下,當(dāng)催化劑二氧化鈦顆粒的受輻照光強(qiáng)足夠大的時(shí)候,氣固光催化總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng),光催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物的氣相濃度成正比關(guān)系,光催化反應(yīng)的控制步驟始是反應(yīng)物從氣相主體到催化劑顆粒表面的吸附過

3、程;如果輻照光強(qiáng)較小或反應(yīng)物在催化劑顆粒表面吸附量大,這時(shí)氣固光催化總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng),光催化反應(yīng)速率與反應(yīng)物的氣相濃度無關(guān),只與輻照光的強(qiáng)度有關(guān),光催化反應(yīng)的控制步驟始是光生載流子的生成速率或二氧化鈦表面電子—空穴對(duì)的生成過程.除了研究光催化動(dòng)力的規(guī)律,還分析了氣固流化床中各物系的屬性及其流動(dòng)特性,包括有顆粒粒徑、氣泡尺寸與上升速度、氣泡相分率、氣泡相流速、乳化相流速、流化高度、最小流化速度和相間傳質(zhì)速率,并給予表征各物系流動(dòng)