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流态化技术中固体颗粒流化性能的优劣,往往是影响工艺效果的决定性因素。Geldart C类超细粉颗粒因为其极强的颗粒间相互作用力导致粘性太高,流动性太差,难以流化,并常伴随严重的团聚和沟流现象。纳米颗粒作为流动助剂可以提高C类超细粉颗粒的流动性,改善其流态化性质。本课题研究了纳米添加剂对超细粉颗粒流动性及流态化性质的影响,包括测试FT4粘性,颗粒休止角,床层压降曲线,最小流化速度,床层膨胀率等,并对比了C类超细粉颗粒与A类颗粒流化行为的差别,通过床层塌陷曲线进一步分析了C类颗粒与A类颗粒密相床层性质。对颗粒流动性的研究通过Freeman Technology FT4 Powder Rheometer和Hosakawa Powder Tester两个设备进行测试。研究发现,纳米添加剂可以显著地提高C类超细粉颗粒的流动性。未加入纳米添加剂时,C类超细粉颗粒粘性极大,难流动,加入纳米添加剂后,C类超细粉颗粒的FT4粘性值和休止角(AOR)均大幅度下降,意味着流动性更好。颗粒流态化性质的研究在内径为5.08 cm,高45.72 cm的小型流化床装置中进行,测量了颗粒的最小流态化速度和床层膨胀率等。研究发现,纳米添加剂可以大幅度降低C类颗粒的最小流化速度,显著提高C类颗粒的床层膨胀率。在未加入纳米添加剂时,C类颗粒无法流化,伴随严重的沟流现象,床层膨胀率很低,加入纳米添加剂后C类颗粒可以在适宜的气速下完全流化并且达到很高的床层膨胀率。研究还发现,纳米添加剂的含量对C类颗粒的流动性和流态化的提高存在最优值。当添加剂含量为0.8 wt%时,C类颗粒流动性最好,床层膨胀率最高。而对于A类颗粒,其本身可以完全流化,床层膨胀率较小,纳米添加剂对其最小流化速度和床层膨胀率影响不大。最后,通过床层塌落实验研究了C类颗粒和A类颗粒的密相床层特性。研究发现C类颗粒的密相床层高度和密相床层空隙率明显高于A类颗粒,说明C类颗粒流化床密相床层中含有更多的气体,气固接触面积更大,混合更好,对工业上气固反应意义重大。