探析惰性固体粒子对气-液-固三相流化结晶的影响研究

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1、天津大学硕士学位论文惰性固体粒子对气-液-固三相流化结晶的影响研究姓名：李君申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李修伦2000.12.1摘要本文中以氯化钾为工质，在一锥形流化床内研究了不同气体流量下的气一液一固三相流化结晶生长规律，依据两步生长模型和膜模型以及传质理论建立了气．液．固三相流化结晶的生长模型，模型计算值和实验数据吻合较好。并在此基础上进一步研究了不同气体流量下惰性固体粒子对气．液-固三相流化结晶的生长速率、成核速率和晶体粒度分布的影响规律，初步掌握了惰性粒子对三相流化结晶过程的影响机理和规律

2、，建立了惰性粒子存在时的结晶生长速率和成核速率的数学表达式。，、f7实验研究表明：惰性粒子对气．液．固三相流化结晶的影响，一是惰性粒子在流化床内的流化，增加了体系的湍动程度，减小了传热、传质边界层厚度，减缓了气流对晶体颗粒的直接撞击，促进了晶体生长；另一是惰性粒子在流化床内与晶体颗粒发生机械碰撞，增大了体系二次成核的几率，不利于晶体生长。当加入适宜的惰性粒子时，可以得到较大颗粒的晶体，但惰性粒子的加入也在一定程度上影响到晶体的形状，而且从SEM照片上可看到大晶粒上粘附着很多被撞落下来的小晶粒。随着惰性粒子密度、

3、尺寸和浓度的增加，惰性粒子与晶体颗粒的机械碰撞作用增加，体系的结晶生长速率减小，二次成核速率增加，晶体粒度分布变宽，粒子对晶体生长的不利影响也越来越明显。无粒子条件下，随着气体流量的增加，结晶生长速率减小，二次成核速率增加。有惰性粒子存在时，体系的结晶生长速率先随气体流量的增加而减小后增加，再随气体流量的增加而减小，二次成核速率随气体流量的增加而增加。当惰性粒子的密度、尺寸和浓度增加时，因气体流量增加而引起的生长速率的变化程度减小。>’关键词：结晶惰性粒子气体流量生长速率成核速率粒度分布ABSTRACTThep

4、ropertiesofcrystalgrowthofgas—liquid—solidthree—phasefluidizedcrystallizationarestudiedatdifferentgasflowrate，inaconoidfluidizedbedwithchloridepotassiumsolution．Basedonthetwo—stepgrowthmodel，filmmodelandtransporttheorgagrowthmodelisproposed，thepredictedresul

5、tsagreewithexperimentalresultswell．Andthen，inertparticles’effectsoncrystalsizedistribution，thecrystalgrowthrateandthesecondarynucleationrateofthisthree-phasefluidizedcrystallizationprocessareexplored．Theabovementionedeffectsisgrasped，andthemathematicalexpres

6、sesoftheinertparticles’effectsonthecrystalgrowthrateandthenucleationratearegotten．Theexperimentalresultsshowthattheeffectsofinertparticlesarematerializedbytwodifferentaspects．Oneisthatinertparticles’fluidizationinthesystemaugmentthedisturbanceoftheflow,decre

7、asetheboundarylayerofheatandmasstransfer,prohibitthedirectcontactofgasflowwithcrystalparticles，thusenhancethecrystal’Sgrowth．Theotheristhatinertparticles’mechanicalcontactwimthecrystalsaugmenttheprobabilityofsecondarynucleationrate，thereforeprohibitthecrysta

8、lgrowth．Whenaddingproperinertparticlesintothesystem，biggercrystalscanbegot，however,theshapeofcrystalsarealsoaffectedinsomedegree，andlotsofsmallcrystals，formedbythecontact，adhereonthesurfaceofbig