卧式双轴搅拌脱挥设备的成膜特性与传质过程强化
发布时间:2021-06-23 20:22
将未反应的单体、残留的溶剂、齐聚物等小分子挥发分从体系中脱除是聚合工艺的必经阶段,这个过程即为聚合物脱挥。聚合物脱挥是一个受到热力学与传质控制的分离过程,需要借助于特殊的分离设备,过程的难点在于强化高粘物系中的传质过程。随着聚合物性能、单体和溶剂的回收、环保与健康等方面要求的提升,聚合物材料的应用对挥发分含量的要求愈来愈高。因此,优化设计脱挥设备对于开发高效率、低能耗脱挥工艺具有重要意义。论文采用计算流体力学(CFD)方法和实验测量技术对卧式双轴搅拌脱挥设备的流动过程、成膜机理、混合过程、传质特性等方面进行研究,取得了以下几个方面的结果:采用计算流体力学软件Fluent来模拟卧式双轴圆盘反应器中的流动过程,并且揭示其成膜机理。研究发现,相邻两个圆盘之间存在重叠区域,反应器中形成两种液膜,不受重叠区域影响的为自由液膜,受重叠区域影响的为刮擦液膜。自由液膜与单轴圆盘反应器中的成膜情况相似,圆盘表面液膜在径向和周向上不均匀分布,物料粘度和搅拌转速是主要影响因素。刮擦液膜在圆盘表面均匀分布,圆盘间距为其主要影响因素。对于开窗圆盘反应器,窗口区域会形成具有两个自由液面的悬空液膜,其最小成膜转速随...
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:149 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图2.2?Dupont公司笼式缩聚反应器??Figure?2.2?Cage-like?polycondensation?reactor?designed?by?Dupont?corporation??
图2.3?Zimmer公司卧式单轴圆盘反应器??Figure?2.3?Horizontal?single-shaft?disk?reactor?designed?by?Zimmer?corporation??卡尔菲休公司设计的卧式单轴反应器采用组合式结构(图2.4),这种反应器??可以改善单一结构的缺陷[w。在低粘区域采用网格式结构,可以借助物料的表面??张力成膜,高粘区域采用圆盘结构,可借助于物料和圆盘之间粘性力成膜,随着??物料粘度的进一步增大,成膜结构采用圆管式。??〇?^??""?。?W?^?? ̄[J?I?I'?l'l?I??umlURIjlLUMLi??4罐?3??TTTT?'??Mill??J?l?b?o?U?〇??网笼区?-卜?圆盘区+?*"卜圆管区二??图2.4卧式单轴反应器??Figure?2.4?Horizontal?single-shaft?reactor??对于笼式缩聚反应器以及卧式单轴圆盘反应器,物料在反应器的成膜性能和??表面更新只是依赖于物料与搅拌元件之间的相互作用。随着反应的进行,物料的??粘度进一步增大,桨叶之间会存在一定的粘连,进而限制圆盘表面的成膜与液膜??5??
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【参考文献】:
期刊论文
[1]聚合物高效脱挥技术进展[J]. 奚桢浩,仇枭逸,赵玲. 化工进展. 2019(01)
[2]转盘离心雾化高黏非牛顿流体薄液膜纤维化特性[J]. 王东祥,凌祥,崔政伟,俞建峰. 化工学报. 2018(09)
[3]车用聚丙烯材料螺杆脱挥技术的研究[J]. 康鹏,武鹏,金滟,石胜鹏,李齐方. 石油化工. 2018(03)
[4]转盘边缘黏性薄液膜不同破碎模式临界转变特性[J]. 王东祥,凌祥,彭浩,崔政伟,杨新俊. 化工学报. 2017(11)
[5]氯化聚丙烯双螺杆脱挥设备及挤出工艺实验研究[J]. 俞长庚,梁晓刚,马永寿. 橡塑技术与装备. 2017(14)
[6]转盘表面黏性薄液膜稳态流动特性数值模拟[J]. 王东祥,凌祥,彭浩,杨新俊,崔政伟. 化工学报. 2017(06)
[7]生物转盘表面液膜流动特性数值模拟[J]. 喻江,姬海宏,朱跃. 化学反应工程与工艺. 2016(06)
[8]4WS转子密炼机聚合物混沌混合的拉格朗日拟序结构分析[J]. 高鹤,朱向哲,佟莹,何延东. 高校化学工程学报. 2016(06)
[9]三螺杆挤出机端面二维流场混沌混合拉格朗日拟序结构分析[J]. 佟莹,朱向哲,高鹤,何延东. 化工学报. 2016(10)
[10]3种混炼单元加工聚合物混合性能的模拟对比[J]. 杜遥雪,石绍伟,殷小春,徐百平. 高分子材料科学与工程. 2016(06)
博士论文
[1]卧式双轴搅拌釜数值模拟与实验研究[D]. 刘叶凤.天津大学 2013
[2]挤出过程停留时间分布的实验研究和数值模拟[D]. 张先明.浙江大学 2008
硕士论文
[1]聚甲醛脱挥工艺的优化研究[D]. 陈果.吉林大学 2017
[2]卧式单轴自清洁搅拌釜气液分层流和传热过程数值研究[D]. 罗彬彬.天津大学 2017
[3]混炼流场下聚合物流体混沌混合机理研究[D]. 程志飞.辽宁石油化工大学 2014
[4]卧式双轴搅拌釜内固液两相流的数值模拟与实验研究[D]. 付正强.天津大学 2014
[5]卧式单轴自清洁搅拌釜数值模拟[D]. 单纯.天津大学 2013
[6]D-T型卧式双轴搅拌装置的数值模拟[D]. 杨腾.天津大学 2010
[7]差速搅拌捏合机的动力特性分析及三维流场模拟[D]. 徐安军.青岛科技大学 2009
[8]新型卧式搅拌装置特性研究与设计开发[D]. 刘荣.天津大学 2009
[9]差速搅拌捏合机参数优化及动力学分析[D]. 孙维光.青岛科技大学 2007
[10]羟基聚硅氧烷平衡聚合脱挥及反应器研究[D]. 栗广奉.浙江大学 2004
本文编号:3245596
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:149 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图2.2?Dupont公司笼式缩聚反应器??Figure?2.2?Cage-like?polycondensation?reactor?designed?by?Dupont?corporation??
图2.3?Zimmer公司卧式单轴圆盘反应器??Figure?2.3?Horizontal?single-shaft?disk?reactor?designed?by?Zimmer?corporation??卡尔菲休公司设计的卧式单轴反应器采用组合式结构(图2.4),这种反应器??可以改善单一结构的缺陷[w。在低粘区域采用网格式结构,可以借助物料的表面??张力成膜,高粘区域采用圆盘结构,可借助于物料和圆盘之间粘性力成膜,随着??物料粘度的进一步增大,成膜结构采用圆管式。??〇?^??""?。?W?^?? ̄[J?I?I'?l'l?I??umlURIjlLUMLi??4罐?3??TTTT?'??Mill??J?l?b?o?U?〇??网笼区?-卜?圆盘区+?*"卜圆管区二??图2.4卧式单轴反应器??Figure?2.4?Horizontal?single-shaft?reactor??对于笼式缩聚反应器以及卧式单轴圆盘反应器,物料在反应器的成膜性能和??表面更新只是依赖于物料与搅拌元件之间的相互作用。随着反应的进行,物料的??粘度进一步增大,桨叶之间会存在一定的粘连,进而限制圆盘表面的成膜与液膜??5??
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【参考文献】:
期刊论文
[1]聚合物高效脱挥技术进展[J]. 奚桢浩,仇枭逸,赵玲. 化工进展. 2019(01)
[2]转盘离心雾化高黏非牛顿流体薄液膜纤维化特性[J]. 王东祥,凌祥,崔政伟,俞建峰. 化工学报. 2018(09)
[3]车用聚丙烯材料螺杆脱挥技术的研究[J]. 康鹏,武鹏,金滟,石胜鹏,李齐方. 石油化工. 2018(03)
[4]转盘边缘黏性薄液膜不同破碎模式临界转变特性[J]. 王东祥,凌祥,彭浩,崔政伟,杨新俊. 化工学报. 2017(11)
[5]氯化聚丙烯双螺杆脱挥设备及挤出工艺实验研究[J]. 俞长庚,梁晓刚,马永寿. 橡塑技术与装备. 2017(14)
[6]转盘表面黏性薄液膜稳态流动特性数值模拟[J]. 王东祥,凌祥,彭浩,杨新俊,崔政伟. 化工学报. 2017(06)
[7]生物转盘表面液膜流动特性数值模拟[J]. 喻江,姬海宏,朱跃. 化学反应工程与工艺. 2016(06)
[8]4WS转子密炼机聚合物混沌混合的拉格朗日拟序结构分析[J]. 高鹤,朱向哲,佟莹,何延东. 高校化学工程学报. 2016(06)
[9]三螺杆挤出机端面二维流场混沌混合拉格朗日拟序结构分析[J]. 佟莹,朱向哲,高鹤,何延东. 化工学报. 2016(10)
[10]3种混炼单元加工聚合物混合性能的模拟对比[J]. 杜遥雪,石绍伟,殷小春,徐百平. 高分子材料科学与工程. 2016(06)
博士论文
[1]卧式双轴搅拌釜数值模拟与实验研究[D]. 刘叶凤.天津大学 2013
[2]挤出过程停留时间分布的实验研究和数值模拟[D]. 张先明.浙江大学 2008
硕士论文
[1]聚甲醛脱挥工艺的优化研究[D]. 陈果.吉林大学 2017
[2]卧式单轴自清洁搅拌釜气液分层流和传热过程数值研究[D]. 罗彬彬.天津大学 2017
[3]混炼流场下聚合物流体混沌混合机理研究[D]. 程志飞.辽宁石油化工大学 2014
[4]卧式双轴搅拌釜内固液两相流的数值模拟与实验研究[D]. 付正强.天津大学 2014
[5]卧式单轴自清洁搅拌釜数值模拟[D]. 单纯.天津大学 2013
[6]D-T型卧式双轴搅拌装置的数值模拟[D]. 杨腾.天津大学 2010
[7]差速搅拌捏合机的动力特性分析及三维流场模拟[D]. 徐安军.青岛科技大学 2009
[8]新型卧式搅拌装置特性研究与设计开发[D]. 刘荣.天津大学 2009
[9]差速搅拌捏合机参数优化及动力学分析[D]. 孙维光.青岛科技大学 2007
[10]羟基聚硅氧烷平衡聚合脱挥及反应器研究[D]. 栗广奉.浙江大学 2004
本文编号:3245596
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