側(cè)入式攪拌中固液懸浮的數(shù)值模擬.pdf

1、當(dāng)今世界環(huán)境污染日益嚴(yán)重，火電廠大量安裝了煙氣脫硫塔，脫硫塔底部漿液池是典型的側(cè)入式攪拌。側(cè)入式攪拌是一種特殊的攪拌形式，被廣泛應(yīng)用于石化、造紙、食品、環(huán)境等行業(yè)，它具有攪拌槳直徑相對(duì)較小、安裝位置特殊、攪拌功率較小等特點(diǎn)。由于流型的特殊性，側(cè)入式攪拌一般將四個(gè)軸流攪拌器均勻安裝在特大型平底攪拌槽底部側(cè)壁。每個(gè)攪拌器不但有一個(gè)水平偏角，還有一個(gè)垂直傾角。垂直傾角一般取10°，作用是使攪拌器產(chǎn)生的軸流射向槽底，吹起槽底的固體顆粒減少沉淀；

2、水平偏角一般取4°至12°之間的某值，作用是在槽底產(chǎn)生環(huán)流，加大四個(gè)攪拌器軸流掃過(guò)的面積，從而加強(qiáng)槽底各位置液相流動(dòng)，減少固體的堆積。四個(gè)攪拌器軸流在槽底中心區(qū)域相互作用，產(chǎn)生向上的液流，液流到達(dá)水面再向四周分散，最后沿著槽壁向下流動(dòng)，從而在全槽循環(huán)，達(dá)到固體懸浮的目的。
　　 脫硫塔底部漿液池中固液懸浮效果對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效果有重要影響，而攪拌器水平偏角則是影響液相流場(chǎng)以及固相懸浮的關(guān)鍵因素。到目前為止，對(duì)側(cè)入式攪拌中固液懸浮

3、數(shù)值模擬方面的研究較少，為此用Fluent等軟件進(jìn)行如下工作：
　　 建立了側(cè)入式攪拌槽的數(shù)值分析模型，物料選用固相體積分?jǐn)?shù)為15％、粒徑為50μm的石膏晶體-脫硫塔漿液兩相體系，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型模擬液相流動(dòng)，歐拉多相流模型模擬懸浮過(guò)程。從液相速度場(chǎng)、固相濃度分布及能量消耗等方面探討了攪拌器水平偏角和轉(zhuǎn)速對(duì)整個(gè)攪拌槽固液懸浮效果的影響規(guī)律，確定了最佳水平偏角和轉(zhuǎn)速。
　　 對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，得到了下列結(jié)論：對(duì)

4、固體懸浮起主要作用的是槽心區(qū)域的上升液相流動(dòng)。加入固相后的上升液相流速比加入固相前要低，流型也會(huì)發(fā)生一定改變。隨著攪拌器水平偏角α的增大，槽底循環(huán)加強(qiáng)，沉淀面積減小，但槽心區(qū)域上升液相逐漸減弱，固相顆粒在全槽的懸浮能力隨之減弱。α對(duì)側(cè)入式攪拌流型和各個(gè)位置的液相流速有不同程度的影響，α為8°至10°時(shí)的流型和液相流速對(duì)固液懸浮最為有利，而且此時(shí)槽底沉淀面積相對(duì)較小，平均固相濃度較低。從節(jié)能方面考慮，α為10°時(shí)功率消耗最小。綜合各個(gè)因素