锂云母焙烧隧道窑不同码窑结构数值模拟分析

摘要

隧道窑作为生产碳酸锂的主要热工设备之一，其在生产锂电池工艺流程中会消耗能源和产生大量污染物。如何优化隧道窑结构、降低能源消耗和减小污染物排放成为提锂行业发展的首要问题。通过数值模拟，对比分析了隧道窑中五种不同码窑结构下窑内的流场和温度场。结果表明：每车3垛、每垛8排、横向垛间距为210 mm、每个砖垛内奇数层砖间距为60.5 mm、偶数层砖间距为174 mm、横向柱间距为60 mm、纵向柱间距为30 mm的结构为最佳码窑方式；该结构在奇数层和偶数层的平均速度不均匀系数和平均速度均值分别为：0.38、0.74,2.1 m·s^-1、1.2 m·s^-1，其温度标准差最大波动幅度与无量纲过冷温度分别为：69.6%、0.122℃；相比于其他四种结构，该结构在横向上的流动阻力较小，横向堆叠通道间隙较大；五种砖垛码窑结构下纵向码放的奇数层的速度不均匀系数和温度标准差均小于其相邻横向码放的偶数层，两者平均值之间相差分别为50.9%、29.3%。

关键词

隧道窑 / 数值模拟 / 温度场 / 速度场 / 码窑结构