螺旋盤管反應器傳質性能及應用研究.pdf

1、螺旋盤管反應器(Helical Tube Reactor,簡稱HTR)具有結構簡單、無運轉部件、體系溫度易控制、耐壓等優(yōu)點，其螺旋結構產生的二次流可強化傳熱、傳質、混合過程。目前HTR的基礎研究主要集中在流體流動、傳熱、混合及反應器結構優(yōu)化設計方面，關于HTR傳質性能的研究卻相對薄弱。
　　鑒于氣-液流體流動對傳質性能具有重要影響，本文首先在不同操作、結構、物性參數條件下，對HTR內氣-液兩相流型進行了系統(tǒng)研究，并提出了流型轉變經

2、驗關聯(lián)式;進一步對HTR內氣-液傳質性能進行了研究，考察不同流型及其他參數條件對傳質性能的影響;最后將HTR應用于納米材料的制備。主要研究內容如下:
　　1.利用可視化手段對HTR內水-氮氣體系兩相流動進行系統(tǒng)研究。研究結果表明主要存在四種流型:活塞流、氣泡流、子彈流、環(huán)形流。對于氣泡流而言，氣泡沿徑向流動過程會發(fā)生團聚變形，并存在氣泡穩(wěn)定區(qū)域。實驗考察了反應器放置方式、結構、液相粘度、表面張力對流型分布的影響，并通過理論推導，得

3、到了流型轉變的理論經驗關聯(lián)式，具體如下:jG/jL=0.84×10-4He L-0.082 WeL1.52（氣泡流到活塞流）jG/jL=31×HeL-0.26WeL0.06（環(huán)形流到活塞流）
　　2.利用氫氧化鈣-二氧化碳體系，對HTR傳質性能進行研究，考察了不同流型對傳質性能的影響，進一步固定流型條件，研究反應器放置方式、結構、固含量、CO2體積分數對碳化曲線及吸收控制部分液相體積傳質系數(KLa)的影響。確定了實驗研究范圍內的