METCAL在Co 3 O 4 制备工艺设计中的应用

发布时间：2022-01-04 18:26

　　采用METCAL软件创建计算模型,对沉淀-热分解法制备四氧化三钴材料的工艺进行了模拟,并简要介绍了过程模拟的步骤和思路。通过对工艺流程的模拟计算,得到了直观的物流分配走向、金属平衡和热平衡数据等,为四氧化三钴材料制备工艺工程设计提供了基础数据支撑。 

【文章来源】：铜业工程. 2020,(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

工艺流程图

创建计算模型的第一步是根据工艺流程，在METCAL软件流程设计窗口工作区，插入计算单元和流程线以搭建模型，如图2所示。METCAL计算单元分为物料单元和反应器单元两种。物料单元为投入的反应物和产出的生成物，反应器单元则模拟设备反应过程。在沉淀-热解法制备四氧化三钴的工艺流程中，物料单元包括氯化钴溶液、碳酸氢铵溶液、蒸汽、碳酸钴、沉钴后液、四氧化三钴、空气、尾气等，反应器单元为沉钴和煅烧工艺设备。此外，由于本文讨论的各物料的成分和物相组成比较明确，因此物料单元的质量守恒策略选择“物料标签”类型。而各物料之间的物理、化学过程在反应器单元模拟，因此反应器单元的质量守恒策略选择“元素守恒”类型。

搭建好初步模型结构后，接下来是根据工艺参数建立各计算单元的数学模型。数学模型创建的第一步是设定“原料组成”和“产物组成”参数，即根据工艺参数和作业制度等设定计算单元的各项参数。如图3所示，为反应物氯化钴溶液计算单元的数学模型，其质量守恒策略为“物料标签”，因此只需考虑“原料组成”的参数设定，主要包括：数量100m3/d，温度25℃，物相组成为176.25g/L的水溶液（即80g/L的钴溶液）等。氯化钴溶液的密度设定为“d”值，表示由METCAL软件根据自带数据库数据计算状态下的溶液密度。这相较于直接填入经验数据，计算精度更高。设定好反应物的物料单元后，通过流程线可以直接将已设定的参数导入到反应器单元中的“原料组成”。再在反应器单元数学模型中的“产物组成”菜单中设定生成物的相关参数，如图4所示，为沉钴计算单元的数学模型。将生成物数量设定为“X”，表示由METCAL软件计算得到该数据。设定好的生成物参数，同样通过流程线直接由反应器单元导入到生成物的计算单元。图4 沉钴计算单元数学模型

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3568845