探索纳米颗粒添加组分的流态化

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1、中南大学硕士学位论文纳米颗粒添加组分的流态化姓名：宋莲英申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：周涛20080429中南大学硕士学位论文摘要本文主要研究纳米颗粒添加组分的流态化，实验以纳米Si02、TiO，、ZnO颗粒为物料进行流化，结果发现在传统流化床中三种颗粒均不能实现正常流态化，出现活塞、沟流、聚团流化等不良现象；在三种纳米颗粒中分别添加FCC、普通A1203和耐高温A1203三种惰性大颗粒后，纳米颗粒的流化特性分别得到不同程度地改善。运用R-Z方程对混合体系流态化的散式化程度进行了检验。实验考察

2、了三种不同添加颗粒的添加量、粒径大小对纳米颗粒流化性能的影响：(1)FCC大颗粒在添加量为30％时可以显著改善纳米Si02的流化特性，添加量增加到40％混合体系的临界流化速度降低，床层膨胀比增大。添加30％的普通A1203颗粒，也可以使纳米Si02实现完全流化，但是流化质量不是很好；添加量为40％时混合体系的流化质量增强。纳米Si02中添加30％的耐高温A1203时对其流化效果的改善并不显著，而添加量为50％时，混合体系的流化质量得到明显改善。(2)FCC、普通舢203和耐高温A1203三种大颗粒均在添加

3、量为30％时显著改善了纳米Ti02的流化特性；添加量增加到40％时，混合体系的流化质量更好。(3)相同添加量下，三种大颗粒的粒径范围均在180．200目时，混合体系的流化质量达到最好。R-Z分析也表明，添加量越大，粒径越小，床层终端流速与散式化指数越大，即床层稳定操作气速越大，散式化程度越高。在相同添加量和相同粒径下，添加FCC颗粒的混合体系的流化质量最佳，普通舢203次之，耐高温A1203最差。(4)由于三种添加颗粒与纳米ZnO颗粒的物理性质差别较大，在低气速下仍形成活塞和沟流，而高气速下，压降和床层高

4、度波动较大，床层异常不稳定，床层膨胀比小。因此，FCC、普通A1203、耐高温A1203均可以改善纳米ZnO颗粒流化特性，但是没有达到理想的改善效果。关键词纳米颗粒，流态化，添加颗粒，散式化分析中南大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTnefluidizationbehaviorsofSi02，Ti02andZnOnano．particlesbyaddingcoarseparticleswereinvestigatedexperimentally．Sinceplug，channelinganda

5、gglomerateCanbeobersevedwithincreasingsuperficialgasvelocityinaconventionalfluidizedbedforthesethreenano-particles．However，thefluidizationcharacteristicwasimprovedbyaddingCOarSeparticles，suchasFCC，ordinaryA1203andheat-resistantA1203．111eeffectsofthesizean

6、daddingamountofthesethreeadditiveparticlesonthefluidizationbehaviorofnano．particleswereinvestigated．111eexperimentalresultswerealsocheckedbyusingRichardson．Zakiequation．(1)111efluidizationcharacteristicofSi02nano-particlesWasgreatlyimprovedbyadding30％FCC。

7、乃eminimumfluidizedvelocitydecreasedandtherateofbedexpansionincreasedwithincreasingaddingamountofFCCparticles．Si02nano-particlesCanalsobefluidizedbyadding40％ordinaryA1203．砀efluidizationcharacteristicofSi02nano。particleswasnotwellimproveduntiltheaddingamoun

8、tofheat-resistantA]203reachto50％．(2)ThefluidizationcharacteristicofTi02nano-particlesWasgreatlyimprovedbyadding30％FCC，ordinaryA1203andheat—resistantA1203separately．Andthefluidizationqualityofthemixturesystemswasimpr