【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产碳材料用流化床领域，尤其涉及一种生产碳材料用流化床的放缩及调控方法。
技术介绍
1、碳元素，作为自然界中与人类关系最为紧密且至关重要的元素之一，其构成的碳材料因展现出卓越的电学、热学及机械性能，在能源、电子、航空航天、生物医药众多高科技领域均占据着不可替代的地位。当前，大批量碳材料的主要生产方式依赖于化学气相沉积法，在流化床反应器内实现高效生产。然而，随着市场对碳材料需求的日益增长，流化床反应器的放大难题日益凸显，成为制约碳材料广泛应用的关键瓶颈。
2、传统上，碳材料流化床的放大过程往往依赖于技术人员的经验积累与反复试错，缺乏系统化的理论指导与精确的放缩计算模型。这种依赖经验的方法不仅效率低下，且难以保证放大后流化床的稳定运行与产品质量的一致性。特别是在从实验规模(圆柱段直径小于0.14米的流化床)向工业规模(圆柱段直径大于等于0.14米的流化床)过渡时，流化特性的显著变化使得实验中获得的操作参数及性能指标难以直接应用于工业生产，导致生产效率低下、产品质量波动大的问题。
3、因此，研发一种基于科...
【技术保护点】
1.本专利技术提出了一种具体的、针对生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，旨在解决流化床在放缩过程中可能遇到的流化性能变化问题，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，其特征在于，步骤(1)中所述的碳材料颗粒特别涵盖了通过流化床工艺生产的多种纳米级碳材料颗粒，这些颗粒包括但不限于碳纳米管、石墨烯、富勒烯、碳球，以及这些纳米碳材料的掺杂形式所构成的颗粒；这一特征明确了本方法所适用的碳材料范围，强调了其在纳米碳材料及其改性材料生产领域的应用价值，为碳材料生产过程的精确控制和优化提供了重要依据。
3.根据权利要求1所...
【技术特征摘要】
1.本发明提出了一种具体的、针对生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，旨在解决流化床在放缩过程中可能遇到的流化性能变化问题，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，其特征在于，步骤(1)中所述的碳材料颗粒特别涵盖了通过流化床工艺生产的多种纳米级碳材料颗粒，这些颗粒包括但不限于碳纳米管、石墨烯、富勒烯、碳球，以及这些纳米碳材料的掺杂形式所构成的颗粒；这一特征明确了本方法所适用的碳材料范围，强调了其在纳米碳材料及其改性材料生产领域的应用价值，为碳材料生产过程的精确控制和优化提供了重要依据。
3.根据权利要求1所述的生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，其特征在于，步骤(2)中几何相似准则不仅要求两个流化床对应的圆锥段锥角相等，还需确保气体分布器和内部构件的形状相似，以保证气体流动分布的均匀性；同时，圆锥段高度与圆柱段长径比的相等性，以及流化床内颗粒床层体积的相似性，都是维持流化床几何结构一致性的关键要素；在动力相似方面，本方法要求所有对应的力在方向上保持一致，并在大小上成相同比例变化；这至少包括粘性力、曳力、重力、压力，均为流体动力学相关的力，以及颗粒密度与流体密度的相似性。
4.根据权利要求3所述的生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，其特征进一步具体化了流化床颗粒床层体积相似的定义；在此，所述流化床颗粒床层体积相似指的是在非流化状态下，即颗粒处于静止堆积状态时，颗粒的总体积与它们所占据的床层体积之间的比例关系；这一比例关系在放缩前后的流化床中应保持相似，以确保颗粒在床层中的分布和堆积状态的一致性，进而维持流化性能的稳定性；通过严格控制这一比例，本方法能够更精确地预测和控制放缩后流化床内的颗粒行为，提高碳材料生产的效率和产品质量。
5.根据权利要求1所述的生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，其特征在于，步骤(2)中的曳力相似性的具体实现方式；在此，曳力相似被定义为碳材料颗粒在流化床中所受的曳力与其惯性力之间的比值在放缩前后的流化床中保持一致；曳力是流体对颗粒运动产生的阻力，而惯性力则是颗粒因自身质量而在运动中产生的力；通过确保曳力与惯性力的比值相似，本方法能够有效地模拟和预测放缩后流化床中颗粒的运动状态和轨迹，进而实现对流化性能的精确调控。
6.根据权利要求1所述的生产碳材料用流化床的放缩及调控方法，其特征在于，进一步...
【专利技术属性】
技术研发人员：何燕，张天乐，楚电明，白文娟，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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