催化剂喷雾成型雾化过程分步式模拟技术及验证

雾化过程是催化剂喷雾干燥成型技术中的关键控制步骤，雾化结果直接影响最终产品的粒径分布等性质。针对瞬态雾化过程难以采用试验方法测定其中间过程，且因过程复杂导致无法有效模拟计算的问题，采用将雾化过程分为一级雾化和二级雾化两部分进行分步模拟的方法，分别采用流体体积(VOF)模型对一级雾化的液膜撕裂过程进行模拟，采用流体体积-可变形组件模型(VOF-to-DPM)对二次雾化进行模拟，大幅降低了模拟计算量。结果表明：进料压力为4 MPa以上时，一次雾化足够充分，雾化液滴粒径基本不变；雾化液滴粒径呈双峰分布，较小粒径主要集中于40μm左右，较大粒径主要集中于95～100μm;进料压力越高，一次雾化越充分、雾化液滴初始速度越大，二次雾化产生的小粒径雾滴更多。对比模拟结果与试验结果可知，二者一致性较好，说明模拟计算结果具有较好的准确性。