碱式碳酸镁射流碳化反应器优化设计  

Optimization Design of Basic Magnesium Carbonate Jet Carbonization Reactor

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作  者:刘年生 任腾[1] 王德喜 LIU Niansheng;REN Teng;WANG Dexi(School of Mechanical Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang 110870,China)

机构地区:[1]沈阳工业大学机械工程学院,沈阳110870

出  处:《机械工程师》2024年第4期52-56,共5页Mechanical Engineer

基  金:沈阳工业大学青年教师科研能力培育基金(070/200005822);基于射流传质传热的环保装备研发(2019JH2/10100011)。

摘  要:针对传统碳化反应器气、液接触面积小、碳化反应不完全、混合不均匀等问题,提出将射流器应用于碱式碳酸镁的碳化工艺中,利用射流器特有的结构增大气-液两相流体的接触面积,从而使气、液混合均匀。采用数值模拟的方法探究了碳化反应器的结构对混合效果及气相浓度分布的影响,同时,采用正交设计的方法对碳化反应器进行结构优化。结果表明,碳化反应器的高径比及射流器喷嘴在碳化反应器中的位置对混合效果影响较大,而射流器喷射角对其混合效果影响较小。确定碳化反应器的最佳高径比为3,射流器最佳喷嘴位置位于碳化反应器H/2处,射流器最佳喷射角为22°。Aiming at the problems of small gas-liquid contact area,incomplete carbonization reaction and uneven mixing of traditional carbonization reactors,it is proposed to apply the jet to the carbonization process of basic magnesium carbonate,and the unique structure of the jet is applied to increase the contact area of the gas-liquid two-phase fluid,so that the gas and liquid are mixed evenly.The influence of the structure of the carbonization reactor on the mixing effect and gas phase concentration distribution is explored by numerical simulation,and the structure of the carbonization reactor is optimized by orthogonal design.The results show that the height-diameter ratio of the carbonization reactor and the position of the nozzle of the jet in the carbonization reactor have a greater influence on the mixing effect,while the jet injection angle has little influence on the mixing effect.The optimal height-diameter ratio of the carbonization reactor is determined to be 3,the optimal nozzle position of the jet is located at H/2 of the carbonization reactor,and the optimal injection angle of the jet is 22°.

关 键 词:碳化反应器 射流 碱式碳酸镁 正交设计 

分 类 号:TF37[冶金工程—冶金机械及自动化]

 

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