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针对电石渣和电解铝行业低浓度二氧化碳废气的治理及综合利用问题,本课题组提出了利用电石渣吸收低浓度二氧化碳制备超细碳酸钙的工艺流程。.由于碳化反应是气液两相反应,而在常规碳化反应器中低浓度二氧化碳不易被有效利用,因此本课题组创新性的设计并制作了新型文丘里射流反应器用作碳化反应器。本文基于文丘里射流反应器设计并组装一套可以连续生产的实验装置,重点针对反应器的气液混合特性进行实验研究。实验中采用双电导探针研究了反应器中气泡特性的分布;并利用示踪粒子成像测速技术考察了反应器中流场分布;通过用pH计对反应器内体系pH的在线测量,计算得到了不同工况下的二氧化碳吸收速率,并得到以下结论:(1)气体流量的增加,相同位置处的气泡sauter直径增加,局部气含率有明显增加,气液界面浓度有明显增加;液体流量的增加,相同位置处气泡sauter直径变化不大,局部气含率略有减小,气液界面浓度减小(2)相同液体流量的工况下,气量很小的情况,流动平缓,气液之间混合情况差,随着气量的增加,湍动逐渐剧烈,漩涡增多且变大,混合效果越来越好;相同气体流量的工况下,随着液体流量的逐渐增大,反应器内速度场逐渐趋于紊乱,并且出现了越来越多的大涡,湍动也越来越剧烈;各个工况下,反应器内的湍动都是随着流体的运动而逐渐减弱,在反应器最后阶段趋于稳定。(3)增大气体流量,气体对液体的搅拌作用增强,容积传质系数增大,使二氧化碳的吸收速率加快;随着温度的升高,容积传质系数不断的下降。说明升高温度,不利于碳化反应中二氧化碳的吸收过程;在较低液体流量条件下,增加液体的流动速度可以加速气液传质,但是如果液体流量过高,液体流动速度过大,反而会使气液传质受到限制;在低二氧化碳浓度的条件下,增大气体中的二氧化碳含量可以加快气液传质;经过对实验数据的量纲分析,整理出了关于容积传质系数的准数方程:AK/V=0.000817w1.57251QG-0.29667 QL3.795191T-1.221939(4)液体流量与气体流量对产品碳酸钙的粒径形貌影响不大。与高浓度二氧化碳相比,利用低浓度二氧化碳制备得到的产品形貌规则,粒径分布均匀。并且低浓度二氧化碳制备得到的超细碳酸钙呈现薄片层结构,而高浓度二氧化碳制备得到的碳酸钙则呈现块状多面体结构。