涡旋脉冲式反应器及其应用

【摘要】国外最近出现了一种新型气液传递过程强化技术——涡旋脉冲式反应器(Vortex&PulsedReactor,简称VPR——作者)。此项技术与超重力技术具有相似之处：超重力技术靠转子高速转动使液体旋转而实现气液传质过程的强化,涡旋脉冲式反应器是通过使气体快速旋转而达到同样的强化气液传质过程目的。但是,与超重力设备相比,涡旋脉冲式反应器具有如下特点：(1)内部无填料、结构简单、设备高度低,易于实现叠加串联操作。(2)内部不易出现阻塞现象、气相流动压降低、操作弹性比较大。(3)设备制造成本较低、系统功耗较低、维修保养简单。本课题在分析研究国外有关宣传资料的基础上,设计制造了涡旋脉冲式反应器实验装置进行冷模试验,利用气液传质中的双膜理论为基础,结合氮气—水脱氧实验体系进行传质特性研究,在研究基础上对设备结构设计进行了初步探讨。本文在研究分析涡旋脉冲式反应器作为超细粉体包括纳米粉体制备反应器可行性的基础上,首次将其应用于纳米碳酸钙及超细氢氧化镁制备应用领域。通过本课题研究得出如下结论：1、传质特性：(1)以无因次数群形式表达的涡旋脉冲式反应器液相体积总传质系数与各影响因素之间的关联式为：(2)在设备结构一定,系统中气液两相组成及温度、压力不变时,涡旋脉冲式反应器液相体积总传质系数KXa的关联式可以简化为：(3)基于双膜理论推导的涡旋脉冲式反应器液相总体积传质系数KXa的实验计算式为：其中,NTU为传质单元数,(4)在实验范围内,对于本实验所采用的设备结构(喷头直径φ=3mm),在氮气—水脱氧体系中,涡旋脉冲式反应器的液相体积总传质系数的关联式为：(5)利用液相体积总传质系数关联式计算液相体积总传质系数的计算值与实验结果的误差在7%以内,证明该关联式具有一定的适用性和准确性。2、超细/纳米粉体制备：利用涡旋脉冲式反应器制备出了平均粒径为40～50nm的纳米碳酸钙。利用涡旋脉冲式反应器制备氢氧化镁前驱体,经进一步水热处理后制备出了平均粒径为0.6～0.8um的超细氢氧化镁。作为一种新型成核反应器,与超重力反应器相比,涡旋脉冲式反应器结构简单、制造成本更低、操作费用省。3、申请专利：(1)国家发明专利：专利名称：涡旋脉动式反应装置,专利号：ZL03121458.4。(2)实用新型专利：专利名称：一种液体振荡器,专利号：ZL03243004.3。
【作者】宋云华；
【导师】陈罕；
【作者基本信息】北京化工大学，化工过程机械，2007，博士
【关键词】涡旋脉冲式反应器；气液传质；纳米粉体制备；

【参考文献】
[1]王林.电控永磁离合器在起重机起升机构上的应用[J].冶金自动化,2009,06:62-64.
[2]曾建国.医科大学生社会创业动机及其影响因素研究[D].中南大学,社会医学与卫生事业管理,2014,博士.
[3]王彦春.用等值线表征地震波各个频率成分的衰减[J].石油地球物理勘探,1990,05:617-623+646.
[4]王立波.国企市场主体法律问题研究[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[5]邵瑾.基于细分曲面的空间变形方法及其控制网格的生成[D].浙江大学,计算机系统结构,2004,硕士.
[6]王逢梦.我国证券交易所公司制变革探讨[D].西南交通大学,工商管理,2003,硕士.
[7]夏天.外部联系对轮轴式产业集群影响的实证研究[D].哈尔滨工业大学,国际贸易学,2013,硕士.
[8]吴骋,王志勇,贺佳,贺宪民.SVMs在微阵列表达数据分析中的应用[J].数理统计与管理,2005,04:121-126.
[9]史鹏辉.专业服务网站搜索引擎的设计与实现[D].大连理工大学,2004.
[10]赵程程.瑞香狼毒根部黄酮类化合物的提取、分离纯化及生物活性测定[D].曲阜师范大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[11]邹璐.语文课程理念创新背景下新型中学语文教师的培养[D].贵州师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[12]张菊.浅析佛教美学对中国绘画的影响[D].云南师范大学,美术学,2013,硕士.
[13]覃雪香.西部农村合作金融发展问题研究[D].广西师范大学,国民经济学,2013,硕士.
[14]黄艳.河南省普通高校健美操课现状的调查与研究[D].河南大学,体育教育训练学,2004,硕士.
[15]欧阳翼.深圳ZJ公司精细化管理应用研究[D].广东工业大学,工商管理,2013,硕士.
[16]左园园.基于开关电流电路的连续小波变换实现[D].湖南大学,电工理论与新技术,2011,硕士.
[17]张会叶.韩国儒家孝思想和韩国现代核家族化[D].四川外国语大学,亚非语言文学,2013,硕士.
[18]白存官.税收分析系统研究——天津地方税务局经济技术开发区分局项目实施[D].华北电力大学（北京）,2004.
[19]陈宇雄.重症患者急性肾损伤危险因素及中医证候分析[D].广州中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[20]蒋云峰.特殊光束的传输性质及其在光镊中的应用的研究[D].浙江大学,光学,2014,博士.
[21]陈宇婷.基于WEB的MO~2GO企业建模智能视图工具的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,软件工程,2014,硕士.
[22]陈丽莉,黄民翔,张弘,甘德强,黄永宁,田蓓.电网限流措施的优化配置[J].电力系统自动化,2009,11:38-42.
[23]刘颖.论无痕语文教学之“痕”[D].湖南师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[24]周洁.茶黄素酶促氧化合成条件的优化[D].西南大学,茶学,2013,硕士.
[25]范润苗.基于建构主义学习理论下的中职英语教学设计研究[D].河北师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[26]王昊.改革拖延及其在危机冲击下的突破[D].浙江财经学院,西方经济学,2013,硕士.
[27]张贵锋.常规耕作与免耕不同覆盖措施对旱作麦田土壤水分利用影响研究[D].甘肃农业大学,作物栽培学与耕作学,2003,硕士.
[28]杨艳青,高永涛,贺少辉,齐法琳.隧道衬砌背后积水地质雷达检测模型试验研究[J].中国铁道科学,2014,06:63-69.
[29]韩瑞芳.当代中职生社会责任感缺失的原因及对策[D].华中师范大学,教育,2013,硕士.
[30]胡芸.试论民事审判中法官自由裁量权及其规制[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[31]王波.感受国际化学年预测高考新考点[J].新高考(高三理化生),2012,03:41-43.
[32]王琪.城市历史保护的若干理论与方法——英国的经验[D].浙江大学,2003.
[33]荆治国.基于无线手持设备的心电信号采集系统的研究[D].哈尔滨理工大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[34]孟晓文.内源性硫化氢合酶介导颞下颌关节炎症疼痛的机制研究[D].苏州大学,神经生物学,2014,硕士.
[35]张帅.城市轨道交通枢纽内部空间交通流线设计初探[D].北京交通大学,2011.
[36]邱波,胡占义,赵永恒.光谱描述语言和粗集[J].光谱学与光谱分析,2002,03:523-526.
[37]路文明.基于DSP的目标检测与跟踪系统设计[D].湖南大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[38]佘佳花.英语间接引语及其在初中英语中的教学的认知研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[39]张兴.SWP线搜索下非线性共轭梯度法全局收敛性理论研究[D].广西大学,应用数学,2004,硕士.
[40]曲艳波.吉林省体育运动学校招生现状及对策研究[D].吉林体育学院,运动训练（专业学位）,2013,硕士.
[41]杨晓明,屠迎锋.层状聚乙烯醇/石墨烯纳米复合材料的制备与表征[A].中国化学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会.2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C].中国化学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会:,2010:2.
[42]高楠.《美国在中东角色变化：从外部仲裁者到地区参与者》翻译报告[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[43]张峰,张金屯,韩广业.历山自然保护区猪尾沟森林群落树种种间关系及环境解释[J].植物生态学报,2002,S1:52-56.
[44]雷婕.引入外资股东对我国民营上市公司股权结构与经营绩效关系影响分析[D].复旦大学,会计学,2012,硕士.
[45]王萍萍.树脂砂基透水砖的制备及性能研究[D].大连理工大学,水文学及水资源,2013,硕士.
[46]赵俊铎.考虑换乘衔接的高速铁路运行图冗余时间布局优化模型研究[D].北京交通大学,2014.
[47]王坚强,李婧婧.基于记分函数的直觉随机多准则决策方法[J].控制与决策,2010,09:1297-1301+1306.
[48]马少华.面向工艺需求的软件化数控系统研究及应用[D].山东大学,机械电子工程,2013,硕士.
[49]张家玮.接触网安全状态在线监测系统研究[D].西南交通大学,电气工程,2013,硕士.
[50]李开新.电信企业管理人员胜任素质及其对企业绩效影响机制研究[D].北京交通大学,2013.