碳酸鈰顆粒結(jié)晶過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、氧化鈰拋光粉,因其優(yōu)異的拋光性能與使用壽命等優(yōu)點(diǎn),業(yè)已取代氧化鋁鐵等,并廣泛應(yīng)用于拋光行業(yè)。本文采用CFD軟件,針對(duì)碳酸鈰的各項(xiàng)特點(diǎn),模擬優(yōu)化碳酸鈰結(jié)晶器結(jié)構(gòu),及各項(xiàng)工藝參數(shù)的優(yōu)化;同時(shí)模擬氯化鈰與碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸鈰顆粒的過(guò)程,分析影響碳酸鈰顆粒分散特性的因素。
　　采用多相流模型、多重坐標(biāo)系法及標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型,對(duì)三維DTB型結(jié)晶器內(nèi)流體進(jìn)行流場(chǎng)模擬研究。以混合時(shí)間、顆粒的濃度分布與速度分布及所受剪切速率分布為指標(biāo),對(duì)結(jié)晶器

2、的結(jié)構(gòu)及工藝操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,主要考察進(jìn)料位置、槳葉安裝高度及攪拌速度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)碳酸鈰顆粒的分散特性的影響。通過(guò)模擬計(jì)算表明:在槳葉附近進(jìn)料、槳葉安裝高度為 H/3時(shí),顆粒的混合效果最好;對(duì)于攪拌速度,需要根據(jù)具體混合顆粒屬性進(jìn)行分析,攪拌速度要大于通過(guò)計(jì)算得出能夠使顆粒懸浮的臨界轉(zhuǎn)速。
　　采用單相流模型、多重坐標(biāo)系法及標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型,對(duì)二維平面結(jié)晶器內(nèi)氯化鈰與碳酸氫銨反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行模擬研究。以反應(yīng)區(qū)域大小及生成物碳酸鈰顆粒分布

3、均勻程度及主要化學(xué)反應(yīng)區(qū)所受剪切速率分布為指標(biāo),對(duì)工藝操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,主要考察攪拌速度、反應(yīng)物料濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈰顆粒的分散特性影響。通過(guò)模擬計(jì)算表明:適當(dāng)?shù)奶岣邤嚢杷俣瓤梢栽黾由晌锾妓徕嬵w粒粒度的均勻性;隨著反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,反應(yīng)區(qū)域增大,反應(yīng)物 CeCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.306,NH4HCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.408時(shí),碳酸鈰顆粒的生成量最高,反應(yīng)效率也最大,隨著反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加,反應(yīng)生成的碳酸鈰量及反應(yīng)速率均降低。