四氯化硅氫化中導(dǎo)向管噴動流化床的流體動力學(xué)研究.pdf

1、在改良西門子法制備多晶硅過程中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物四氯化硅，而處理副產(chǎn)物的傳統(tǒng)熱氫化等方法轉(zhuǎn)化率低、能耗較高，因此有待開發(fā)新型反應(yīng)器來改善四氯化硅氫化過程。導(dǎo)向管噴動流化床是噴動床的一種改進形式，兼具流化床與噴動床的特點，具有氣固接觸充分、顆?？蓛?nèi)循環(huán)、可操作性強等優(yōu)點，已成功應(yīng)用于化工行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域。國內(nèi)外對其床內(nèi)氣固兩相的流體動力學(xué)特性研究相對較少，因此本文通過冷態(tài)實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的手段對其進行研究，旨在掌握影響其氣固兩相流動特性及

2、規(guī)律，為日后工業(yè)應(yīng)用提供設(shè)計和放大的依據(jù)。
　　本文在有機玻璃制成的內(nèi)徑為182mm的導(dǎo)向管噴動流化床中進行了冷態(tài)流體力學(xué)實驗，對氣固流動結(jié)構(gòu)進行了區(qū)分和定義，描述了不同流動結(jié)構(gòu)的主要特征；通過改變噴動和流化氣速，依據(jù)床層壓降及壓降標(biāo)準(zhǔn)方差，繪制了氣固流動結(jié)構(gòu)相圖，總結(jié)了流型轉(zhuǎn)變的規(guī)律；此外還考察了床體結(jié)構(gòu)參數(shù)對流動相圖的影響。
　　實驗還系統(tǒng)研究了流化氣速、靜止床高、導(dǎo)向管內(nèi)徑和安裝高度等參數(shù)對床層壓降、最大噴動壓降、最小

3、噴動流化速度和顆粒循環(huán)量的影響，并回歸得到了最大噴動壓降的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式和最小噴動流化速度的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式。此外，本文還對影響顆粒循環(huán)量的因素進行了總結(jié)，研究表明夾帶能力控制和卷吸能力控制是影響顆粒循環(huán)量的兩個主要因素。
　　本文還利用Ergun公式計算環(huán)形區(qū)未流化時的噴動氣旁路分率，通過床層壓降與氣速的關(guān)系證明這種計算方法可行。探討了流化氣速、靜止床高、導(dǎo)向管內(nèi)徑和安裝高度等參數(shù)對噴動氣旁路分率的影響，結(jié)果表明噴動氣體旁路不但受相關(guān)參數(shù)