基于FLUENT软件的管式搅拌反应器流场的数值模拟

运用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT对一种新型管式搅拌反应器进行流场模拟,用GAMBIT建立流场实体模型,采用标准k-ε湍流模型以及多重参考系法(MRF)处理搅拌桨区.结果表明,计算所选模型能较准确地预测搅拌反应器的速度场、压力场及湍流动能分布,考察流量为1 m3/h时不同搅拌转速对反应器内部混合的影响,此时对应的最佳搅拌转速为50 rpm左右.模拟结果将为实验研究提供适当的操作参数,对搅拌反应器的优化和放大具有一定参考价值.     

管式搅拌反应器停留时间分布的数值模拟

对一种新型管式搅拌反应器的停留时间分布(RTD)进行了实验研究,运用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT进行流场模拟及RTD计算,证实管式搅拌反应器的停留时间分布受搅拌转速及入口流量等因素影响,带搅拌装置的管式反应器适当增加转速能使RTD曲线变窄,改善流型和抑制返混;转速过大会使RTD曲线变宽,导致死区的产生,不利于反应器的混合.RTD曲线的数值模拟计算结果与实验结果基本稳合.     

碱添加量对金属离子的分布和pH变化的影响

提出了一种计算公式,定量地计算了既有氢氧化物沉淀又有氢氧配离子形成的化学反应体系中的金属离子的分布,考察了影响沉淀和配离子形成的各种因素.基于提出的公式,计算了锌、镉、铜、镍、铁（Ⅲ）、铁（Ⅱ）、铝、钙、镁的沉淀率,理论计算与实验结果一致.     

丁黄药用作高硫铝土矿浮选除硫的捕收剂

采用浮选方法对我国含硫一水硬铝石型铝土矿进行脱硫,采用单因素实验研究了高硫铝土矿在浮选剂丁基钠黄药作用下反浮选除硫的工艺条件,考察了浮选剂用量、浮选时间、浮选矿浆浓度(液固质量比)、pH值及矿石粒度对浮选的影响. 结果表明,反浮选除硫的合适工艺条件为,矿浆pH 10、浮选剂用量0.16 kg/t、起泡剂20 g/t、浮选刮泡时间15 min、液固质量比10、矿石粒度0.15 mm. 在此工艺条件下,铝土矿中硫含量由2.08%降低到0.41%,符合我国氧化铝工业对矿石中硫含量的要求,Al2O3回收率达90.83%. 浮选过程基本符合一级动力学反应方程.     

管式搅拌反应器功率特性研究

以新型管式搅拌反应器为研究对象,在冷态物理模拟的基础上,研究了管式搅拌反应器内的功率特性,以水作为介质,在流量0～3.6 m3/h,搅拌转速100～400 r/min范围内考察了搅拌转速对功率的影响,并对功率准数与雷诺数的关系进行了分析.研究结果表明,在实验范围内,T型桨管式搅拌反应器的搅拌功率P与N1.3～1.4近似成正比;搅拌功率准数与雷诺数满足下列关系式Np=109.79Re1.69.     

难处理金矿浸出预处理过程的FeS2-FeAsS-H2O系电位-pH图

难处理金矿中,金为微细浸染型嵌布在黄铁矿和毒砂的晶格中而不能被充分浸出.本文通过热力学计算绘制了298.15KFeS2-FeAsS-H2O系的电位-pH图,由图可知黄铁矿和毒砂均可以被O2等氧化剂分解.FeAsS的稳定区完全包含在FeS2的稳定区范围内,说明在酸性条件下毒砂比黄铁矿的稳定性差,更容易被分解.当电位及酸度较高时,黄铁矿及毒砂中的硫以稳定的HSO4-、SO42-形式存在,而砷以H3AsO4的形式存在,表明预处理过程能够将包裹在金表面的硫化矿物解离脱除.热力学计算的结果为难处理金矿的浸出预处理过程提供了理论依据.     

带搅拌管式反应器中的流动特性

以NaCl溶液为示踪剂，采用脉冲示踪法考察了搅拌转速、流量及液位对带机械搅拌装置的管式反应器内停留时间分布（RTD）曲线的影响．用Peclet操作准数表征轴向扩散特性．结果表明：增加搅拌装置后，反应器内的流动型态仍接近活塞流；随流量的减小和液位的升高，流体流动愈向活塞流靠近，即减小流量或者升高水位有利于减小返混；当搅拌转速超过100r／min时，搅拌转速对停留时间分布的影响不大．     

KR法搅拌模式对固液分散性影响研究

铁水炉外脱硫是提高钢铁质量的重要环节之一.目前,广泛采用的铁水炉外脱硫主要方法是喷吹法和KR搅拌法.KR搅拌法因具有脱硫剂单耗低、脱硫效果稳定和良好的搅拌动力学条件而被广泛采用.示踪实验是研究水模型中混合时间的基本方法,以聚氯乙烯颗粒为示踪剂,通过不同的搅拌桨浸入深度对示踪剂分散情况的影响,并考虑液面的稳定,确定最优浸入深度为12~15cm.通过研究不同的搅拌模式对示踪剂分散情况的影响,并考虑单向搅拌时搅拌桨和水的速度达到稳定时所需时间,确定最优搅拌模式为正3s停0.5s.研究结果对氧化钙碳化钙等脱硫剂的KR搅拌脱硫工艺具有一定指导意义.     

CO_2微细气泡在NaOH溶液中吸收速率研究

以喷气机械搅拌精炼过程为背景,研究了搅拌方式、喷气流量、搅拌转速等因素对气体吸收速率的影响,通过测定NaOH吸收CO2的速率研究气泡微细化过程,探讨了各种因素对容积传质系数和CO2利用率的影响规律.结果表明,中心搅拌情况下传质系数和气体利用率按单向、间歇和双向模式增加;容积传质系数无论在何种搅拌模式下均随着气体流量的增加而增加,但气体利用率则随着气体流量的增加而呈现先减小后增大的趋势:中心单向搅拌模式下容积传质系数和气体利用率均随着搅拌速率的增加而变小.在实验基础上,应用因次分析原理关联了容积传质系数与相关数群的准数方程,为高温实验的气泡微细化了提供科学和实验依据.     

碱添加量对金属离子的分布和pH变化的影响

提出了一种计算公式,定量地计算了既有氢氧化物沉淀又有氢氧配离子形成的化学反应体系中的金属离子的分布,考察了影响沉淀和配离子形成的各种因素.基于提出的公式,计算了锌、镉、铜、镍、铁(Ⅲ)、铁(Ⅱ)、铝、钙、镁的沉淀率,理论计算与实验结果一致.