[00111835]流化床的混沌特性、超细颗粒流化、外场强化及耦合反应

本项目属于多相流反应工程领域。 本项目研究高温气固流化床反应器复杂流型、非线性流动机制以及调控,研究内容包括： 1.揭示了气固射流床和高温流化床反应器的非线性及复杂流型演变规律 以气固射流床压力信号功率谱图和主频为依据,首次提出了固定床、射流床、过渡流型、喷动床四种流型,绘出了其流型转变规律。首次证明了高温流化床反应器是一个确定性混沌系统;揭示了高温流化床反应器的多尺度效应、瞬时性和不确定性。 2.考察了纳米、微米颗粒的流化特性、表面改性以及外场调控特性 在500 nm的二氧化硅颗粒流化床中,揭示了连续声波改善控声场流化床的流动行为,非连续声波使流化质量变劣。建立了外加声场能量在流化床内传播的分级傅立叶组合方程,为调控流化床反应器提供了理论依据。 发现纳米颗粒在流化床和声场流化床中以微米级、毫米级颗粒团聚流化,随声场强度增大,颗粒聚团破碎-尺度减小。揭示了声场能量可以有效破碎纳米颗粒团聚,使纳米颗粒在较小的表观气速下流化。 建立了颗粒聚团能量平衡颗粒团聚尺度的方程,证明了声流化床颗粒团聚从床层顶部到底部增大的趋势。 3.研究了粘附性颗粒流化床流动/化学反应耦合作用 电路板热固性塑料颗粒形状极不规则,属A类颗粒,具有拟C类颗粒的流化特性,不能正常流化。在平均粒径354 μm热固性塑料中加入425μm石英砂辅助流化,实现了热固性塑料颗粒在0-600 ?C的流化/热解耦合调控及资源化。 在流化床中实现了高温流化床污泥造粒/流化/低温热解。 首次制备出Co负载于膨润土棒状纳米催化剂,解释了流化床硼氢化钠溶液浓度对产氢速率的影响。 10篇代表性论文SCI他引223次,得到了国际著名流态化专家加拿大Grace教授、瑞典Chalmers技术大学Leckner教授和李洪钟院士等国内外专家的引用和正面评价。发表与本成果有关的SCI论文96篇,SCI他引498次;授权中国发明专利6项。1篇论文入选山东省优秀博士论文,1篇论文入选山东省优秀硕士论文,2项成果获山东省研究生创新成果二等奖,2项获三等奖