微通道反应器中制备磷酸铁的混合模拟研究文献综述

 2021-12-29 21:28:21

全文总字数:7391字

文献综述

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述摘要本文从磷酸铁锂的前驱体磷酸铁的制备出发,通过对国内外有关受限撞击射流反应器(CIJR)的研究和计算流体力学(CFD)模拟并设计该反应器的相关研究,指出了对于CIJR,可以通过CFD中的双变量k-ε模型通过COMSOL Multiphysics求解器软件来模拟在反应器中的湍流混合,旨在模拟研究磷酸盐和铁盐在CIJR中发生反应的特征行为以及微观机制。

关键词:湍流混合、平板受限撞击射流反应器、计算流体力学模拟1、引言 磷酸铁锂电池的前驱体磷酸铁由磷酸盐和铁盐通过共沉反应制得,其纯度、形貌、组成和粒径大小及分布制约着最终所成电池的性能。

对沉淀生产的颗粒的设计要求对颗粒形成的不同步骤要有深刻的认识,以便控制最终产品的质量与性能。

由于粒子的形成非常快,所以要求与之相匹配的混合过程,因此必须使用连续混合器,可以采用受限撞击射流反应器(CIJR) [1]。

而微通道反应器可以克服传统的间歇式反应器中存在粒径分布宽、组成不均匀、二次颗粒团聚严重等问题,同时还具备传热、传质和流动可以精确操控、可连续化操作的优点。

而微反应器中反应液体的混合情况和CIJR的几何特征制约着晶核生成的快慢以及晶核组成[2-6],E. Gavi[7]等从模拟的角度研究了CIJR中纳米粒子的析出。

该数学模型以计算流体力学为基础,将计算结果与实验数据进行比较,并且结果表明两者吻合情况较好。

可以通过CFD中的双变量模型k-ε(湍动能-耗散率)来模拟平板微反应器中流体流场[8],以期研究流场流速、PH值以及浓度对磷酸盐与铁盐反应磷酸亚铁盐的行为的影响,以及如何生成利于制备优异质量电极前驱体的磷酸铁,比如磷酸铁晶体粒径的大小以及分布、晶核的组成、微观形貌。

2、受限撞击射流反应器(CIJR)在CIJR中,两个直线射流组成互相碰撞,由于发生碰撞的体积尺度很小,所以可以迅速减小分离的规模,产生湍流,使混合时间变短[6],并且发现混合时间是毫秒级的。

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