金属锂还原罐内化学反应与传热耦合特性

为了分析真空热还原制取金属锂的还原效率和还原率,综合考虑罐内球团传热和化学反应,建立了传热与反应动力学耦合模型.利用该模型对单球团和还原罐内球团还原过程进行数值模拟,得到了球团温度及还原率的时间分布,并分析了罐外换热系数对球团还原过程的影响.结果表明:球团低导热率和反应等效热汇是影响还原过程的主要因素,罐中心区域和罐壁处的温度和反应速率存在较大差值;还原初期传热为还原过程的主要控制因素,而反应后期化学反应为主要控制因素;罐外换热系数对还原过程影响不大,增强罐内传热是提高还原效率的有效途径.      

立式镁还原罐还原过程中结构传热特性分析

为解决镁还原罐耗损大、寿命短的问题,本文根据国内外金属镁的还原工艺现状,综合考虑了温度、固定端数、罐长和罐厚对立式镁还原罐承载能力的影响,采用ANSYS有限元软件对立式镁还原竖罐的结构特性进行热力耦合模拟,得到还原系统应力场以及罐体温度场等,并对还原罐屈曲应力极限进行了研究,优化了还原罐的结构特征。同时考虑装料量对罐体强度的影响,研究装料量与还原罐温度场、还原罐屈曲应力极限之间的规律,对还原罐结构进一步优化。结果表明：物料层的导热和还原反应吸热使得物料中心与物料边缘处的升温速度有较大差距;增加中心管可适当减少镁罐的还原周期,且对镁还原反应的影响不大;高温载荷可导致还原罐屈曲应力大幅度降低（20%以上）,对变形量影响较小,因此应尽量降低还原罐的工作温度。