喷淋式MOCVD反应器的传质分析及结构设计

对喷淋式MOCVD反应器中的传质过程进行了数理分析,并提出了该类型反应器的结构设计原则.数理分析显示,基片上方各点的轴向速度仅是垂直距离的函数,与径向距离无关;顶壁高度对反应室内的传质有重要影响.设计喷淋式反应器结构时,应重点考虑顶壁高度和反应室半径的选取、基片加热方式以及喷淋头结构的柔性设计.

喷淋式MOCVD反应器中AlN的生长速率和化学反应路径的数值模拟研究

利用数值模拟方法,结合反应动力学和气体输运过程,研究喷淋式MOCVD反应器中AlN的生长速率和气相反应路径与反应前体流量(NH_(3)和H_(2))、进口温度、压强、腔室高度等参数的关系。研究发现:薄膜生长前体和纳米粒子前体的浓度决定了不同的生长速率和气相反应路径。在低Ⅴ/Ⅲ比(2000)、高H_(2)流量(12 L/min)、高进口温度(700 K)、低压强(2 kPa)、低腔室高度(5 mm)等条件下,气相反应路径由加合路径和热解路径并存,生长速率较高。反之,化学反应路径则由加合路径主导,生长速率较低。上述参数对反应路径的影响原因包括:气体流量(NH_(3)和H_(2))较大,反应前体被带出生长区域或被稀释;低压强和低腔室高度使粒子碰撞频率降低、驻留时间缩短,进而削弱了寄生反应;进口温度导致温度梯度的变化。

喷淋式TiO_2膜光催化反应器处理染料废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti基TiO_2膜光催化剂,X-射线衍射(XRD)分析表明TiO_2主要为锐钛矿。将Ti基TiO_2膜组装成喷淋式光催化反应器,以活性艳红X-3B(RBR)为目标污染物,15W低压汞灯为激发光源进行光催化性能的研究。考察了影响光催化氧化效率的主要因素废水喷淋流量和溶液初始pH,确定最佳喷淋流量为8.8 L/h,pH为3.12。在最佳条件下,处理50 mg/LRBR模拟染料废水2 h的脱色率和COD_(Cr)去除率分别达到98%和80%。结果表明,由于同时加强了溶液的传质效率和提高了激发光源的利用率,喷淋式TiO_2膜光催化反应器可高效地降解染料废水。

喷淋式反应器中甲烷水合过程评估

为解决天然气水合物储运过程的经济性问题,借助喷淋式反应器中甲烷水合过程实验和分析,给出一种天然气水合过程的评估方法。实验反应器每日生产热值1 kJ甲烷水合物消耗0.41 kJ能量。引入能耗评估参数,用于该过程评估。该参数分析表明:过程简化、整合和较好的管理方式可有效地降低能耗。如果实验气体来自天然气田并采用较好的管理模式,那么生产含热值1 kJ的甲烷水合物能耗为0.245 kJ,能耗可下降40%。此外,该能耗评估参数可转化为具有经济学含义的过程评估参数,用于资源开发的经济学分析和投资风险预测。