側(cè)入式攪拌中固液懸浮的數(shù)值模擬.pdf

1、當今世界環(huán)境污染日益嚴重，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較小、安裝位置特殊、攪拌功率較小等特點。由于流型的特殊性，側(cè)入式攪拌一般將四個軸流攪拌器均勻安裝在特大型平底攪拌槽底部側(cè)壁。每個攪拌器不但有一個水平偏角，還有一個垂直傾角。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，加大四個攪拌器軸流掃過的面積，從而加強槽底各位置液相流動，減少固體的堆積。四個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，液流到達水面再向四周分散，最后沿著槽壁向下流動，從而在全槽循環(huán)，達到固體懸浮的目的。
　　 脫硫塔底部漿液池中固液懸浮效果對整個系統(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以及固相懸浮的關(guān)鍵因素。到目前為止，對側(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數(shù)為15％、粒徑為50μm的石膏晶體-脫硫塔漿液兩相體系，采用標準κ-ε湍流模型模擬液相流動，歐拉多相流模型模擬懸浮過程。從液相速度場、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)速對整個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。
　　 對模擬結(jié)果進行分析總結(jié)，得到了下列結(jié)論：對

4、固體懸浮起主要作用的是槽心區(qū)域的上升液相流動。加入固相后的上升液相流速比加入固相前要低，流型也會發(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，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對側(cè)入式攪拌流型和各個位置的液相流速有不同程度的影響，α為8°至10°時的流型和液相流速對固液懸浮最為有利，而且此時槽底沉淀面積相對較小，平均固相濃度較低。從節(jié)能方面考慮，α為10°時功率消耗最小。綜合各個因素