硫酸銨結(jié)晶過程及DP結(jié)晶器系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)結(jié)晶技術(shù)是一種低耗能、低污染的高效制造、分離技術(shù)，是化工、醫(yī)藥等行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。硫酸銨為脫硫副產(chǎn)品，是環(huán)保產(chǎn)品，隨著環(huán)保要求越來越高，硫酸銨產(chǎn)量將會(huì)呈逐步增長(zhǎng)趨勢(shì)。為得到粒度均勻的大顆粒硫酸銨晶體，本文對(duì)硫酸銨結(jié)晶過程及其在DP結(jié)晶器內(nèi)的固-液兩相流動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。
　　采用動(dòng)態(tài)激光法測(cè)定溫度從30℃到70℃，硫酸銨在純水和硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1％到6%的硫酸水溶液中的溶解度，繪制溶解度曲線，并用固液平衡熱力學(xué)模型進(jìn)行

2、分析。使用電子顯微鏡觀測(cè)硫酸銨在上述實(shí)驗(yàn)過程中形成的晶習(xí)，并對(duì)硫酸銨粒狀晶習(xí)和針狀晶習(xí)形成原因進(jìn)行分析。
　　建立DP結(jié)晶器冷模實(shí)驗(yàn)裝置，研究由推進(jìn)式與渦輪式兩組槳葉組合成的一種高效攪拌器在硫酸銨結(jié)晶體系中的應(yīng)用。采用TQ-660扭矩傳感器測(cè)量攪拌器的扭矩和轉(zhuǎn)速來計(jì)算其功率準(zhǔn)數(shù)。測(cè)定了高效攪拌器在DP結(jié)晶器中對(duì)硫酸銨固-液懸浮體系的離底懸浮臨界轉(zhuǎn)速，為工業(yè)放大提供參數(shù)。又通過硫酸銨固相顆粒在DP結(jié)晶器中的徑向濃度差、軸向濃度差及整

3、體分布的情況來分析高效攪拌器對(duì)硫酸銨固-液懸浮體系的作用。
　　在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在FLUENT軟件中，采用多參考系模型分別結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型、RNG k-ε湍流模型和SST k-ω湍流模型模擬硫酸銨飽和溶液在DP結(jié)晶器中的單相流動(dòng)情況。通過研究三種模型的計(jì)算機(jī)理，并比較和分析三種模型的模擬結(jié)果，確認(rèn)SST k-ω湍流模型更合適。
　　在單相流模擬的基礎(chǔ)上，采用歐拉多相流模型分別結(jié)合Mixture、Dispersed和Pe