電石渣分離用水力旋流器優(yōu)化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、電石渣是工業(yè)生產(chǎn)中電石水解后的副產(chǎn)品，長(zhǎng)期堆放會(huì)對(duì)空氣、土壤和地下水造成污染，隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)電石渣的資源化利用成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。前人對(duì)電石渣提出了多種綜合利用途徑如生產(chǎn)電石渣水泥等，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，有效利用率低。本文提出利用電石渣重新生產(chǎn)電石形成“電石—電石渣—電石”循環(huán)利用的新途徑。對(duì)電石渣中Ca(OH)2的提純，是循環(huán)利用電石渣的前提。
　　(1)本文對(duì)電石渣的物料特性進(jìn)行充分深入的研究，分析其中的組成成分及Ca

2、(OH)2分布的規(guī)律，可以使用物理分離的方法對(duì)其中Ca(OH)2成分進(jìn)行提純，并確定了最佳的分離粒度為80μm。
　　(2)綜合比較多種物理分離方法優(yōu)缺點(diǎn)，選取了水力旋流器作為分離的主體裝置。在優(yōu)選旋流器分離精度數(shù)學(xué)模型和建立結(jié)構(gòu)參數(shù)間約束條件后，針對(duì)旋流器的分離粒度使用MATLAB軟件對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以求獲得高水平的分離精度，從而得到優(yōu)化后的旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)為：直徑76mm；柱段高度45mm；進(jìn)料口直徑14mm；溢流口直徑16m

3、m；底流口直徑8mm；溢流管插入深度38mm；錐角20°。
　　(3)對(duì)優(yōu)化前與優(yōu)化后的旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)同時(shí)建模，使用Fluent軟件數(shù)值模擬，對(duì)比研究流場(chǎng)中的壓力、切向速度、湍動(dòng)能以及速度矢量分布的情況，具體分析各種流場(chǎng)特征對(duì)分離性能的影響，并加載電石渣顆粒進(jìn)入旋流器流場(chǎng)，對(duì)其軌跡進(jìn)行模擬，直觀的展現(xiàn)出多種粒徑電石渣顆粒分離情況，結(jié)果表明優(yōu)化后的模型分離精度高于優(yōu)化前的模型。
　　(4)對(duì)優(yōu)化后的旋流器搭建試驗(yàn)平臺(tái)，以實(shí)際的

4、試驗(yàn)條件確定兩因素混合水平的正交試驗(yàn)方案，對(duì)試驗(yàn)所得結(jié)果使用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，確定每個(gè)指標(biāo)中因素的顯著性，并確定因素的最佳水平組合為入口壓力0.10Mpa；質(zhì)量濃度12％。而此時(shí)旋流器的溢流產(chǎn)出的Ca(OH)2濃度為90.07%，分離效率為85.04%，生產(chǎn)能力2.01L/h，分股比0.236，與優(yōu)化計(jì)算設(shè)置的工藝條件相吻合，驗(yàn)證了優(yōu)化計(jì)算結(jié)果的有效性。
　　(5)下一步需對(duì)全旋流系統(tǒng)的建立進(jìn)行計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬及試驗(yàn)研究，確