基于数值计算预测钛渣分阶段氯化速度和气固两相流特征

摘要

为了探究钛渣无筛板沸腾氯化的气固两相流特征，建立钛渣分阶段流态化表观操作气速预测模型.本研究提出一种基于欧拉双流体模型和Gidaspow曳力模型为基础的钛渣沸腾氯化气固两相流数值计算的数学模型，并在不同初始流化速度的倍数(λ=5～79.10)下，开展了沸腾氯化的气固两相流数值计算.数值计算得到了钛渣在不同表观操作气速下的气固两相流特征，明确了分阶段流态化的表观操作气速范围；在鼓泡流态化阶段(2.66～4.43 m/s)时，气泡直径随床层高度线性增大，上升速度加快而横向偏移速度减小且钛渣因高密度难被充分流化，床层中部颗粒体积分数高于两侧；在沸腾氯化(6.20～12 m/s)过程中床层中的颗粒运动轨迹会形成“核-环”双区结构，颗粒呈“中心上升、周边下降”运动.该研究揭示了鼓泡流态化阶段气泡尺寸分布和运动规律，提供了沸腾氯化阶段颗粒运动规律特征，为钛渣沸腾氯化工业反应器内的气固两相流研究、优化沸腾氯化反应器设计及工艺参数调控提供了理论支撑.

关键词

钛渣 / 分阶段流态化 / Grace初始流化速度 / 鼓泡阶段 / 沸腾氯化