第10卷第2期 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
纳米二氧化硅的流态化行为及卧式流化床多釜串联模型
罗美芳，胡彦杰，赵映红，李春忠
(华东理工大学超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海200237）
VoL.10 No.2 Ape.2010
摘要：采用大型立式流化床，考察了气相法制备的纳米SiO，颗粒的流态化行为，研究了不同进料量下床层压降与等因素对纳米SiO2的停留时间分布密度和分布方差的影响。结果表明，等间距设置2块挡板时，物料流动已明显偏向平推流，多釜串联模型参数N接近4.在实验研究的基础上，设计了大型卧式流化床结构参数，脱酸后产品SiO,颗粒的pH值可达4.0以上，能满足T.业生产需要，
关键词：纳米“氧化硅：卧式流化床：多釜串联模型：停留时间分布：返混
中图分类号：TQ021.1 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)02-0221-05
纳米颗粒在各种条件下的流化特性及其相关理论逐渐成为研究热点(8-10)
流态化技术作为一种强化气固接触的手段，在纳米
颗粒制备、处理和应用方而都具有独特的优越性，研究表明，纳来赖粒流化过程中，在气流作用下，一次团聚物进一步发生二次团聚，形成稳定、均匀、疏松的二次团聚体。由于团聚物间具有较强的粒子间吸附作用力，气固两相流体表现出与常规颗粒不同的流化特性.因此，纳米颗粒的流态化技术越来越受到重视[1-4，李彦等[3]研究了纳米颗粒在声场作用下的流化行为，外加声场可有效减少SiO和TiO颗颖粒流化过程中的沟流和管涌现象；闻建平等6研究了纳米颗粒在气液固三相流化床中的流化特性，从应用小波分析技术、开发先进测试技术、采用计算机实验、三相流直接数值模拟技术等方面深化和拓展纳米级颗粒气液固三相流化床性能的实验与理论研究.此外，刘欢鹏等7采用固相应力模量和团聚更力系数计算模型对纳米颗粒团聚物的流化过程进行了数值模拟，得到了纳米颗粒团聚物的流化特性曲线
气相燃烧合成的纳米SiOz广泛应用于硅橡胶、胶粘剂等领域，纳米SiO在气相燃烧制备过程中吸附了大量HCI，HCI脱除成为纳米SiO制备的一个重要工序流化床因温度均匀、气固间传热和传质速率高的优点而逐步被应用于纳米SiO,表面HCI脱除和表面处理(],
本工作采用大型立式流化床，通过床层膨胀和床层塌落法研究了气相燃烧制备的纳米SiO2的流态化行为然后，采用卧式流化床，通过床内内部构件的设置，改变操作参数，研究了纳米SO在卧式流化床中的流化状况、停留时间分布及返混情况，建立了合适的流动模型，为大型设备设计提供理论依据和放大参数
2实验 2.1实验材料
实验所用物料为气相法自制的纳米SiO：表1列出了其相关物性数据
表1纳米SiO:物性数据
Table1
Parameters ofSiO,nanoparticles
Particle diameter (am)
7~16
BET specific surface area (m/g)
200
图1给出了用于流化床实验的纳米SiO，粉体的透射电镜照片，由图可以看出，SiO2原生颗粒的直径为 7~16nm.由单颗粒形成链状和网络化的团聚体，团聚
体的粒径分布在50~300nm范围内，如图2所示 2.2实验装置与流程
流化床的结构和尺寸是影响物料流态化、床层膨胀和落行为的重要因素。本研究选择与工业生产装置结
Density (g/mL)
2.2
Stacking density (g/L)
0z
构相近的大型流化床，考察纳米SiOz在其中的流化特征流化床流化段直径0.5m，长3.5m；扩大段直径1m，长1.5m；分布板由平均直径为2mm的玻璃珠填充而成，填充高度100mm实验流程如图3所示，由罗茨风机出来的空气经干燥器除去水分及灰尘等杂质，经转子流量计计量后进入床层底部，通过气体分布器后进入床层，使其中的纳米SiO颗粒流化
收稿日期：2009-1029，修回日期：20100302
(00020202060(09060）图
作者简介：罗美芳(1965-)，女，上海市人，学土，工程师，从事纳米材料制备与应用研究：李春忠，通讯联系人，E-mail:czliecust.edu.cn
万方数据