制备磷酸铁的氧化反应器数值模拟分析.pdfVIP

第51卷第11期化学工程Vol.51No.11

2023年11月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Nov.2023

制备磷酸铁的氧化反应器数值模拟分析

褚付州，任腾，王德喜，张晓坤

（沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870）

摘要：对磷酸铁氧化工序鼓泡式反应器内气泡直径大、传质效果差的问题，文中结合射流技术设计了一种新型氧化

反应器。根据欧拉-欧拉模型、RNGk-ε模型和群体平衡模型进行数值建模，探究射流器内气泡的破碎机理、反应器

内的流场形态、流体人口流速对混合效果的影响。结果表明：射流器喉管处的气泡被高速液体剪切破碎；增大液体

人口速度会使气泡直径减小，当液体入口速度从3.2m/s增加到5.2m/s时，反应器出口的气泡直径从9.0mm下

降到7.2mm;增大空气入口速度会使气泡直径增加，当空气人口速度从1.0m/s增加到2.5m/s时，反应器出口的

气泡直径从7.2mm增加到9.2mm。

关键词：射流器；氧化工序；气泡直径；数值模拟

中图分类号：TQ051.7文献标志码：A文章编号：1005-9954(2023)11-0073-05

D0I:10.3969/j.issn.1005-9954.2023.11.013

Numericalsimulationanalysisofoxidationreactorfor

preparationofironphosphate

CHUFuzhou,RENTeng,WANGDexi,ZHANGXiaokun

(SchoolofMechanicalEngineering,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110870,LiaoningProvince,China)

Abstract:Aimingattheproblemsoflargebubblediameterandpoormasstransfereffectinthebubblingreactorin

theoxidationprocessofironphosphate,anewoxidationreactorwasdesignedbasedonjettechnology.Basedonthe

Euler-Eulermodel,RNGk-smodelandpopulationequilibriummodel,thenumericalmodelingwasconductedto

explorethebubblebreakingmechanisminthejet,theflowfieldmorphologyinthereactorandtheinfluenceoffluid

inletvelocityonthemixingeffect.Theresultsshowthatthebubblesinthethroatofthejetarebrokenbyhigh-

speedliquidshear.Thebubblediameterdecreaseswiththeincreaseofliquidinletvelocity.Whentheliquidinlet

velocityincreasesfrom3.2m/sto5.2m/s,thebubblediameterdecreasesfrom9.0mmto7.2mm.Increasing

theairinletvelocitycanincreasethebubblediameter.Whentheairinletvelocityincreasesfrom