磷酸反应槽搅拌桨流场分析及其影响因素的研究

发布时间：2020-04-14 04:32

【摘要】：搅拌是通过电机的电能带动搅拌器旋转产生机械能传递给流体,在搅拌器附近湍流强烈,充分混合,并产生高速射流带动液体甚至悬浮的颗粒循环流动,还可以传热和传质。磷酸反应槽搅拌桨是磷酸装置生产工艺流程中的关键设备之一,磷矿粉与浓硫酸在反应槽内反应生成磷酸,搅拌桨起到充分混合反应、颗粒悬浮均匀的作用。本文是为了研究铜陵化工集团六国化工有限公司磷酸车间φ11000×6800磷酸反应槽(搅拌桨的参数为φ3860,上下二层四叶CBY桨)生产过程中的流场形态以及功率损耗问题。目前,对大型搅拌设备的设计及其内部流场形态的研究还处于初步阶段,大多来自工程实践经验。随着计算机技术的发展,计算流体力学(CFD)逐渐成为研究搅拌设备内部流动和混合特性的重要方法。CFD技术广泛的应用,可以缩短研发周期,降低研发成本。本文首先采用Solidworks建立搅拌桨结构简化模型,导入前处理软件Gambit中划分网格,再用Fluent求解,建立基于欧拉-欧拉模型的固液两相流数学模型,采用标准k-ε湍流模型对流体相的湍流特性进行描述,对反应槽内的流体特性利用多重参考系法进行了三维流场数值模拟。分析了不同液位高度、不同桨叶到槽底的距离和不同搅拌转速对搅拌槽内部流场的影响规律,并对搅拌桨的外部几何参数进行了对比优化研究。得出桨叶离槽底C=1.4m左右,液面高度h=5.3m,搅拌转速为n=40rpm时达到较好的搅拌效果和功率的最佳性能。本文的研究工作对磷酸反应槽搅拌桨安装参数和加料负荷也有一定的参考价值。
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本论文研宄的课题来源于企业生产设备的改造项目。逡逑１．１．１企业简介逡逑安徽六国化工股份有限公司（如图１－１）位于安徽的南部小城市铜陵市，这逡逑里铜资源比较丰富，俗称“古铜都”，大陆季风性气候，温暖湿润。公司北依长逡逑江，水资源比较丰富，用水比较方便。货运铁路从厂区里穿过，公路也四通八达。逡逑铜陵也是全国最大的硫酸产地。公司的原料来源主要是通过宿松六国矿业公司的逡逑磷矿以及从市场采购的磷矿，磷矿的品位参次不齐，对磷酸的制取也有很大的影逡逑响。公司为了做大做强做优高浓度磷复肥生产主业，整合了子公司的一些a惪笞叔义显矗�，同时为公司走“酸肥结合、矿肥结合”的发展道路，延长产业链，发展煤化逡逑工、氟化工、精细化工提供了途径。逡逑图１－１安徽六国化工股份有限公司逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｉｎｄｕｓｔｒｙ邋Ｌｉｍｉｔｅｄ邋ｂｙ邋Ｓｈａｒｅ邋Ｌｔｄ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｉｘ邋ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ邋ｏｆ邋Ａｎｈｕｉ逡逑公司是大型的磷复肥生产国有控股企业。主要的生产产品有磷复肥、磷酸一逡逑钱、磷酸二胺、合成氨和甲醇等，在全国各地都有销售，并且发明了驻点销售法，逡逑对公司的业绩蒸蒸日上带来了很大的帮助，同时发明人被公司授予了邋“营销能手”逡逑的称号。公司未来的发展规划是“铸造中国驰名品�

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