PDF《原生纳米级颗粒的聚团散式流态化》

第! 卷第#期化工学报$%&

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) * * ) 研究论文 原生纳米级颗粒的聚团散式流态化 王金涌魏飞吴(清华大学化学工程系,北京 @ * * * A # ) 摘要在内径为 !4 4的小型玻璃流化床中考察了平均原生粒径为@ B.

4 的C

5 D ) 颗粒的流化行为'

实验发 现:当操作气速远远超过原生纳米颗粒的最小流化气速时,这种超细颗粒可以通过自团聚实现稳定、均匀的散 式流化,并可获得比 E

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类颗粒更高的床层膨胀比和更宽的散式操作区'

由于原生纳米级C

5 D ) 颗粒在流化 时形成的团聚物具有较大的粒径和很小的密度,使得该气固体系的流化行为与液固体系有许多相似之处,该过 程对于研究气固流态化的散式化具有重要意义'

关键词 纳米颗粒 聚团 散式流态化 中图分类号 F G* ) @ '

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到平稳的流化操作状态,从而严重限制了 !类颗 粒在流态化技术中的应用 虽然采用添加粗颗粒、 引入外力场等手段 [ # ] ,可以在一定程度上改善 ! 类颗粒的流化性能,但是却不能完全解决超细颗粒 难于流化的问题,而且还会带来颗粒分离、能耗增 加等新问题 随着超细颗粒在工业及科研领域中的重要意义 不断被人们所认识,越来越多的研究者致力于纳米 颗粒 (! $ % % &

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) 、亚微米和微米颗粒之间作用力的 表征及流动、流化性能的考察 ! ( ) * + , -等人研究 发现 [ . ] :当气速高于% % /'

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4 . 气 溶胶床层突然分裂成许多小的团聚体,这些团聚体 呈现均匀散式流化状态 这一重要发现,为进一步 研究纳米颗粒流态化提供了新的思路 另外一些研 究表明 [ / ! $ % ] :部分纳米、亚微米及微米颗粒能够 以团聚体的形式实现平稳流化,其中纳米颗粒体系 的流化行为与! ( ) * + , -的报道相似;

亚微米和微米 颗粒的聚团流化表现为似

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8 92类颗粒聚团流 化和似5

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类颗粒聚团流化 虽然不同学者在不同体系中的发现足以证实超 细颗粒的聚团流态化绝非偶然现象,但是时至今 日,人们对于超细颗粒聚团流态化的了解仍不够深 入,主要表现在两个方面:其一是对聚团的形成及 稳定机理缺乏准确解释;

其二是对聚团的流化行为 缺乏系统研究 尤其是对于纳米颗粒聚团散式流态 化行为的研究更为薄弱,原因是迄今为止人们所发 现的具有该种性质的颗粒体系非常有限,尚不足以 充分了解其特征,对该类颗粒体系做出准确界定 但是,纳米颗粒的流动特征涉及到其制备、应用的 各个环节,是目前纳米颗粒技术走向更广泛应用的 重要基础,同时纳米颗粒的聚团散式流态化涉及颗 粒间更为复杂的相互作用关系及作用机制,是颗粒 学研究的重要方面 只有通过大量纳米颗粒的流态 化研究,才能提供颗粒设计的依据,真正把纳米颗 粒流态化推向工业应用 本文通过对具有聚团散式流态化行为的原生纳 米级<