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活性炭微粒增强气液传质研究

作　者: 霍霄鹏
导　师: 许春建
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 活性炭增强因子气液传质
分类号: TQ021.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

在气液系统中加入吸附性微粒能够强化气液传质。浆料系统由于对化工过程具有强化作用,目前已经被广泛应用于化工、石化、生化等领域。本文就吸附性微粒对气液传质的增强作用进行了实验和理论研究。本文在间歇进料的条件下研究了活性炭微粒对于难溶气体的气液传质行为的影响。实验采用的容器为容积2.8L的三口烧瓶。选用异丁烯/水、氢气/水作为实验物系。实验测定了不同的搅拌桨转速下活性炭微粒对于异丁烯/水体系传质增强因子、不同的活性炭微粒粒径对于异丁烯/水体系的传质增强因子、活性炭微粒对于增强异丁烯/水和氢气/水体系的传质过程的不同作用。本文推导了粒子增强气液传质的一维数学模型,并以活性炭微粒对于异丁烯/水和氢气/水体系的传质增强实验数据验证了此模型。研究结果表明随着搅拌桨转速的提高,液测体积传质系数随之增大。在活性炭微粒固含率不变的情况下,传质增强因子随活性炭微粒粒径的减小而增大。活性炭微粒对于异丁烯/水体系的传质影响远远大于对氢气/水体系的传质的影响。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章文献综述  7-25
  1.1 引言  7
  1.2 化工过程强化  7-9
    1.2.1 化工过程工艺强化与复合分离技术  7-8
    1.2.2 化工过程设备强化  8-9
  1.3 微粒对气液传质增强的研究进展  9-18
    1.3.1 微粒为反应物的浆料系统  9-10
    1.3.2 微粒为催化剂的浆料系统  10-11
    1.3.3 微粒为吸附剂的浆料系统  11-17
    1.3.4 微粒为惰性粒子的浆料系统  17-18
  1.4 固体微粒对传质参数的影响  18-22
    1.4.1 固体微粒对液侧体积传质系数K_Lα的影响  19-20
    1.4.2 固体微粒对液相传质系数K_L的影响  20-21
    1.4.3 固体颗粒对液固界面的传质系数K_S 的影响  21
    1.4.4 固体颗粒对气液传质界面积a 的影响  21-22
    1.4.5 微粒对气含率ε_G 的影响  22
  1.5 超微粒子的性质  22-23
    1.5.1 表面效应  22-23
    1.5.2 小尺寸效应  23
  1.6 本文工作  23-25
第二章活性炭增强气液传质速率的实验  25-30
  2.1 实验装置  25
  2.2 实验设备  25-26
  2.3 实验物系  26-27
  2.4 实验内容  27-28
  2.5 实验步骤  28
  2.6 数据处理  28-30
第三章实验结果与讨论  30-43
  3.1 不同转速下活性炭颗粒对气液传质系数的影响  30-35
    3.1.1 实验条件  30-31
    3.1.2 实验方法  31-35
  3.2 活性炭颗粒粒径对气液传质系数的影响  35-38
    3.2.1 实验条件  36
    3.2.2 实验方法  36
    3.2.3 实验结果  36-38
  3.3 活性炭颗粒对于不同气体的气液传质系数的影响  38-43
    3.3.1 实验条件  38-39
    3.3.2 实验方法  39
    3.3.3 实验结果  39-43
第四章颗粒增强气液传质一维数学模型  43-51
  4.1 引言  43
  4.2 建立数学模型  43-44
  4.3 方程分析解  44-47
  4.4 模型计算  47-50
    4.4.1 活性炭增强氢气/水体系气液传质实验的模型计算  47-48
    4.4.2 活性炭增强异丁烯/水体系气液传质实验的模型计算  48-50
  4.5 小结  50-51
第五章结论  51-52
参考文献  52-57
符号说明  57-59
硕士期间发表论文  59-60
致谢  60

活性炭微粒增强气液传质研究

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