硫酸銨結晶過程及DP結晶器系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)結晶技術是一種低耗能、低污染的高效制造、分離技術，是化工、醫(yī)藥等行業(yè)的關鍵技術之一。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)量將會呈逐步增長趨勢。為得到粒度均勻的大顆粒硫酸銨晶體，本文對硫酸銨結晶過程及其在DP結晶器內(nèi)的固-液兩相流動進行實驗和數(shù)值模擬研究。
　　采用動態(tài)激光法測定溫度從30℃到70℃，硫酸銨在純水和硫酸質(zhì)量分數(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模型進行

2、分析。使用電子顯微鏡觀測硫酸銨在上述實驗過程中形成的晶習，并對硫酸銨粒狀晶習和針狀晶習形成原因進行分析。
　　建立DP結晶器冷模實驗裝置，研究由推進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晶體系中的應用。采用TQ-660扭矩傳感器測量攪拌器的扭矩和轉速來計算其功率準數(shù)。測定了高效攪拌器在DP結晶器中對硫酸銨固-液懸浮體系的離底懸浮臨界轉速，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硫酸銨固-液懸浮體系的作用。
　　在實驗的基礎上，在FLUENT軟件中，采用多參考系模型分別結合標準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結晶器中的單相流動情況。通過研究三種模型的計算機理，并比較和分析三種模型的模擬結果，確認SST k-ω湍流模型更合適。
　　在單相流模擬的基礎上，采用歐拉多相流模型分別結合Mixture、Dispersed和Pe