黏性顆粒聚團(tuán)流態(tài)化及應(yīng)用

前言

　　流態(tài)化作為化學(xué)工程與技術(shù)中的一門新學(xué)科，經(jīng)歷近70年的發(fā)展，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，如煉油廠的重油催化裂化、化工行業(yè)的流態(tài)化干燥、電廠中的流化床燃燒鍋爐、環(huán)保領(lǐng)域的硫化物脫除等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是微細(xì)、超細(xì)或納米材料的迅速發(fā)展，流態(tài)化的研究重點(diǎn)也從大顆粒轉(zhuǎn)移到更細(xì)小的顆粒，開發(fā)適用于微細(xì)、超細(xì)或納米材料加工與反應(yīng)的新型反應(yīng)器勢(shì)在必行?！　≡?0世紀(jì)70年代，Geldart定義C類顆粒為“極端難于正常流態(tài)化”時(shí)，對(duì)黏性顆粒流態(tài)化還沒有多少認(rèn)識(shí)。所謂黏性顆粒（包括微細(xì)、超細(xì)或納米級(jí)顆粒），其特點(diǎn)為顆粒的粒徑小，顆粒間的黏附力較大，易形成自然聚團(tuán)和流態(tài)化聚團(tuán)，一般條件下難于流化或輸送。如何減少甚至消除流化床中黏性顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)“正?！绷鲬B(tài)化，就成了其研究的重點(diǎn)和關(guān)鍵?！　∨cA類顆粒相比，黏性顆粒由于顆粒間黏附力較大，難于流態(tài)化或輸送。但由于黏性顆粒所具有的某些特殊性質(zhì)，如粒徑小，表面積大，因而工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。如氣凝膠，由于其巨大的表面積，可作為催化劑或吸附劑；顆粒更細(xì)的磁粉，其打印效果清晰亮麗；微米級(jí)炭黑，經(jīng)過流態(tài)化改性，可作為高級(jí)墨水或染料的原料，等等。隨著新材料，特別是納米材料的不斷涌現(xiàn)，作為黏性顆粒應(yīng)用研究的一個(gè)重要研究領(lǐng)域——黏性顆粒的流態(tài)化技術(shù)顯得越來越重要。

內(nèi)容概要

　　以大量的試驗(yàn)研究結(jié)果為依據(jù)，說明采用外力場方法和本征方法能夠有效破碎聚團(tuán)和減小氣泡，使黏性顆粒能夠“正?！绷鲬B(tài)化。在此基礎(chǔ)上，通過建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步闡明其作用機(jī)理?？芍笇?dǎo)化工、礦物冶煉、環(huán)境治理、顆粒表面改性、顆粒學(xué)研究與應(yīng)用中的黏性顆粒流化床的設(shè)計(jì)與操作。　　《黏性顆粒聚團(tuán)流態(tài)化及應(yīng)用》內(nèi)容包括：顆粒的性質(zhì)與分類，鼓泡床中超細(xì)顆粒及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化，振動(dòng)場中超細(xì)顆粒及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化，磁場床中黏性顆粒聚團(tuán)流態(tài)化，旋轉(zhuǎn)流化床中超細(xì)及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化，聲場中超細(xì)顆粒及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化，黏性顆粒添加組分的流態(tài)化，黏性顆粒表面改性后的流態(tài)化及應(yīng)用?！　　娥ば灶w粒聚團(tuán)流態(tài)化及應(yīng)用》論述力求通俗易懂、理論與實(shí)際相結(jié)合，可作為科研人員、工程技術(shù)人員的專業(yè)學(xué)術(shù)參考書，也可以作為大專院校教師、研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章 顆粒的性質(zhì)與分類1.1 黏性顆粒的物性1.2 顆粒的分類第2章 鼓泡床中超細(xì)顆粒及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化2.1 黏性顆粒在鼓泡床中的流化性能2.2 黏性顆粒的流化性能判據(jù)2.3 黏性顆粒聚團(tuán)流化床中力平衡模型2.4 基于Richardson-Zaki方程的聚團(tuán)模型第3章 振動(dòng)場中超細(xì)顆粒及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化3.1 黏性顆粒在振動(dòng)場中的流化性能3.2 超細(xì)及納米顆粒在振動(dòng)床中破碎與團(tuán)聚模型第4章 磁場床中黏性顆粒聚團(tuán)流態(tài)化4.1 黏性顆粒在磁場中的流化特性4.2 黏性顆粒在磁場中的流態(tài)化理論分析第5章 旋轉(zhuǎn)流化床中超細(xì)及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化5.1 實(shí)驗(yàn)裝置5.2 黏性顆粒在旋轉(zhuǎn)流化床中的流化性能5.3 旋轉(zhuǎn)流化床中聚團(tuán)大小估算模型第6章 聲場中超細(xì)顆粒及納米顆粒聚團(tuán)流態(tài)化6.1 實(shí)驗(yàn)裝置6.2 黏性顆粒在聲場中的流化性能6.3 聲場流化床中聚團(tuán)能量平衡模型第7章 黏性顆粒添加組分的流態(tài)化7.1 微米級(jí)顆粒中添加組分的流態(tài)化7.2 納米顆粒中添加組分的流化性能7.3 理論分析第8章 黏性顆粒表面改性后的流態(tài)化第9章 應(yīng)用符號(hào)說明參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　顆粒的性質(zhì)與分類　　1.1　黏性顆粒的物性　　黏性顆粒的物性包括顆粒的粒徑及粒度分布、顆粒松堆密度和壓實(shí)密度、黏性剪切強(qiáng)度、聚團(tuán)密度和聚團(tuán)大小。顆粒的粒徑及粒度分布可由Bl-XDC激光散射粒度儀（brookhaven instruments corporation）和SEM（或TEM）測(cè)量。顆粒松堆密度和壓實(shí)密度可使用日本生產(chǎn)的粉體特性測(cè)試儀（powder characteristics test-er，Type PT-E）測(cè)量。顆粒的黏性剪切強(qiáng)度采用日本生產(chǎn)的黏性剪斷實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)定。下面詳細(xì)介紹顆粒的黏性剪切強(qiáng)度、聚團(tuán)密度和聚團(tuán)大小的測(cè)量方法?！　?.1.1 顆粒的黏性剪切強(qiáng)度測(cè)量　　顆粒的黏性剪切強(qiáng)度其實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法及程序如下：　　①首先，將下盒固定在臺(tái)車內(nèi)，而臺(tái)車放在水平軌道上，并與電動(dòng)機(jī)相連。將物料均勻地倒人下盒內(nèi)（約2/3），撫平，用5kg重的砝碼壓實(shí)?！　、趯⑸虾蟹旁谙潞猩希▍⒁妶D1-1），上盒的一端與彈簧秤相連，再裝人物料，壓實(shí)后蓋上上蓋?！　、墼谏仙w上壓上2009重的砝碼。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)， 當(dāng)上盒與下盒剛剛發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，從彈簧秤上可讀出剪切力的大小?！　、苤貜?fù)上述步驟①-③三次或更多，剪切力的讀數(shù)取平均。

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