日前,笔者从相关部门了解到,鄂尔多斯实验室联合清华大学在高温流化床气泡-乳化相传质机理研究中取得重要进展。

高温流态化技术广泛应用于大规模热储能、能源化工、冶金与材料制备等领域,然而高温条件下气泡与乳化相间传质行为机理不清晰、缺乏系统实验数据与模型支撑,因此亟待建立基于高温高压气固两相流动和传递特性深刻理解的理性调控策略。鄂尔多斯实验室联合清华大学开展了“高温气固鼓泡流化床气泡-乳化相间传质特性”的研究,在该研究中,团队系统地探究了从常温至1600°C条件下温度、气速、床层高度与颗粒粒径对传质行为的影响,构建了基于气体停留时间分布(Residence Time Distribution,RTD)的两相流传质模型,揭示了高温下气泡动力学与传质通量的内在关联。近日,该研究成果以“Characteristics of Mass Transfer Between Bubble and Emulsion Phases of High-Temperature Gas–Solid Bubbling Fluidized Beds”为题,发表于化学工程和颗粒学领域重要学术期刊《颗粒学》(Particulogy),鄂尔多斯实验室工业热储能团队科研助理谢劲超为第一作者,鄂尔多斯实验室白丁荣教授与清华大学张晨曦副研究员为通讯作者。这一研究工作获得了国家自然科学基金联合基金项目(U22A20410)和内蒙古自治区科技计划项目(Ordoslab-2023002)的资助。

该研究基于气体停留时间分布实验数据,构建了气泡-乳化相两相流传质模型并量化了传质系数随温度的变化规律,进一步探讨了高温下颗粒间作用力(如烧结、表面软化与液桥形成)对气泡行为与传质的影响,系统揭示了高温流化床中气泡-乳化相间传质的关键机制,突破了传统传质模型未充分考虑高温下气固相互作用与颗粒间力的局限,为高温流化床反应器的优化设计与工业操作提供了理论依据与数据支撑,对推动高温流化技术在化工、冶金、能源存储等领域的低碳化应用具有重要意义。

(实验轩)