氧化鋁生產(chǎn)過程中,由于沉降分離操作上的各種失誤,常出現(xiàn)沉降槽“跑渾”及“垮槽”等事故,造成極大的經(jīng)濟損失。近些年,高效深錐沉降槽在我國應(yīng)用廣泛,但在處理一水鋁石產(chǎn)生的赤泥時存在一些問題。因此,為了強化赤泥的沉降分離,提高赤泥的沉降速度,改善沉降槽溢流質(zhì)量和底流的濃稠度,并提高設(shè)備的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,本文在深錐沉降槽的基礎(chǔ)上,改進(jìn)并設(shè)計了新型沉降槽。主要研究內(nèi)容如下：（1）根據(jù)相似原理設(shè)計物理模擬實驗裝置,本文改進(jìn)了高效沉降槽,設(shè)計了帶有圓錐形沉降器的沉降槽和旋液分離沉降槽。（2）對不同結(jié)構(gòu)的四種沉降槽,采用PIV技術(shù)測試不同流量下沉降槽內(nèi)部流體流場及固體沉降流場,得到如下規(guī)律：1號和2號沉降槽的固體隨著液體在槽內(nèi)從右向左然后向下沉降,3號和4號沉降槽液體在旋液分離器中從右向左旋轉(zhuǎn)運動,到底部轉(zhuǎn)而向上,流量大時會從旋液分離器頂部產(chǎn)生溢流,固體從右到左呈螺旋狀向下沉降運動。3號和4號沉降槽的流場好于1號和2號沉降槽。3號沉降槽在流量為1.0m3/h時固體沉降速度流場比較好。對于4號沉降槽適當(dāng)增大的流量有利于固體顆粒的沉降,最佳液體流量為2.0m3/h。隨著流量的增大,四個沉降槽槽內(nèi)液... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字式粘度計Fig:2_7Di多talViscometer

多相流模型進(jìn)行稱合，對沉降槽內(nèi)氣液兩相流場進(jìn)行的處理采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法。對流體流動進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計算SIMPLE算法進(jìn)行求解，離散格式采用二階迎風(fēng)，所有測試系統(tǒng)IV部分和尖驗部分構(gòu)成。實驗部分為丨m行姐裝的1卷，沉降槽t:ll有機玻璃制作而成，為高0.3ni，屮心截而筒下部圓錐的沉降槽，玻璃厚度為1cm。沉降糟及PIV頭與激光發(fā)生器位置成90°用，分別:ii直于沉降槽的沉降槽中心垂直面形成一激光片光，片光位于沉降筒將被精確測量、果、分析和處理。

步驟七：更換其他三個沉降槽，把圖3.3中沉降槽記為1號槽，圖3.5中沉降槽記2號槽，圖3.8中兩個沉降槽分別記為3、4號沉降槽，重復(fù)步驟二到六，直至完成沉降槽設(shè)計方案的內(nèi)部流場的PIV測試；步驟八：選用有機玻璃珠（密度為1200kg/m3)作為示蹤粒子。更換四個沉降槽，重復(fù)步驟二到七測沉降槽中固體沉降流場，直至完成四種設(shè)計方案的內(nèi)部流場的測試。.2計算模型和邊界條件選取4號沉降槽模型進(jìn)行計算，計算域采用整個流體區(qū)域，模型尺寸與實驗?zāi)Ｐ捅Ｒ恢�，并選取空氣和水作為氣液兩相進(jìn)行模擬。對于進(jìn)口采用速度入口，進(jìn)口流量與條件一致，溢流出口和槽頂部采用常IK出U條件。采用四面體網(wǎng)格對沉降槽模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格模型如閣4.3所示。基于網(wǎng)格獨分祈，模型網(wǎng)格數(shù)量為45萬。黎刪 仏-.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]赤泥分離沉降槽進(jìn)料管結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬和優(yōu)化[J]. 李茂,雷波,周天,李秋龍.  輕金屬. 2013(06)
[2]高分子絮凝劑在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁赤泥沉降中的應(yīng)用[J]. 左林舉.  有色冶金節(jié)能. 2012(06)
[3]液-固旋液分離器的設(shè)計[J]. 張國娟.  機械工程師. 2012(06)
[4]氧化鋁行業(yè)沉降槽的優(yōu)化設(shè)計和改造[J]. 張玲.  科技致富向?qū)? 2010(29)
[5]燒結(jié)法赤泥基本特性的研究[J]. 劉昌俊,李文成,周曉燕,欒兆坤.  環(huán)境工程學(xué)報. 2009(04)
[6]拜耳法赤泥沉降槽高效化改造[J]. 吳建偉.  有色設(shè)備. 2007(06)
[7]旋液分離器的設(shè)計[J]. 王宏.  氯堿工業(yè). 2007(S1)
[8]新型高效沉降槽的開發(fā)及其應(yīng)用[J]. 謝曉宇,閆祿軍.  化工機械. 2007(01)
[9]拜耳法赤泥沉降槽的技術(shù)改造[J]. 王鴻雁,李明福,門新強.  有色設(shè)備. 2005(06)
[10]拜耳法赤泥分離洗滌三種流程的比選[J]. 韓安玲.  輕金屬. 2005(03)

碩士論文
[1]沉降槽中射流泵和給料筒的實驗研究[D]. 廖沙.中南大學(xué) 2013
[2]新型高分子絮凝劑的研制及其在氧化鋁工業(yè)中的應(yīng)用[D]. 李慶剛.中南大學(xué) 2010



本文編號：3608773