三级碳化反应器中的气泡行为研究

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.09.007

东北大学学报:自然科学版 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (9): 1252-1256.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.09.007

三级碳化反应器中的气泡行为研究

刘冠廷，刘燕，张廷安

(东北大学冶金学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2018-09-18 修回日期:2018-09-18 出版日期:2019-09-15 发布日期:2019-09-17
通讯作者: 刘冠廷
作者简介:刘冠廷(1990-)，男，河南开封人，东北大学博士研究生; 刘燕(1970-)，女，湖南湘乡人，东北大学教授，博士生导师；张廷安(1960-)，男，河南周口人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金-云南联合重点基金资助项目(U1402271，U1760120)；国家重点研发计划项目 (2017YFC0210403-04，2017YFC0210404)；国家自然科学基金资助项目(51874078).

Study on Bubble Behavior in a Three-Stage Carbonization Reactor

LIU Guan-ting， LIU Yan， ZHANG Ting-an

School of Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2018-09-18 Revised:2018-09-18 Online:2019-09-15 Published:2019-09-17
Contact: LIU Yan
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摘要/Abstract

摘要： 针对“钙化碳化法”处理低品位铝土矿及赤泥新方法的核心环节碳化过程，为实现碳化反应器内气泡微细化及均匀分布，提高碳化效率，提出了“三级错流文丘里式射流反应器”，并进行了冷态物理模拟研究，考察了反应器内的局部气含率和气泡上升速度.结果表明，气含率随表观气速的增大而增大，随表观液速的增大而减小，沿反应器轴向逐渐降低，后一级反应器的气含率大于前一级;气泡上升速度随表观气速和表观液速的增大而增大，沿反应器轴向逐渐降低，后一级反应器的气泡上升速度大于前一级，该结果为碳化反应器的设计和工业应用提供了依据.

关键词: 碳化, 射流, 气含率, 气泡上升速度, 物理模拟

Abstract: Aiming at the carbonization process of the calcification-carbonization method for low-graded bauxite and red mud， a “three-stage cross-flow Venturi jet reactor” was proposed to make bubble disintegrate and disperse uniformly and to improve carbonization rate. Physical simulation in carbonization reactor was also carried out. Local gas holdup and bubble rising velocity under different operating conditions were investigated. The results showed that the gas holdup increases with increase of the superficial gas velocity and decreased with increase of the superficial liquid velocity， while it also decreased along the axial direction of the reactor. The gas holdup in the latter stage of the reactor was higher than that in the former one. The bubble rising velocity increased with increase of the superficial gas velocity and superficial liquid velocity， and it decreased along the axial direction of the reactor. The bubble rising velocity in the latter stage of the reactor was higher than that in the former one. The results provide a theoretical and experimental basis to design the carbonization reactor and to guide its applications in industry.

Key words: carbonization, jet, gas holdup, bubble rising velocity, physical simulation

中图分类号:

TF821

刘冠廷，刘燕，张廷安. 三级碳化反应器中的气泡行为研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(9): 1252-1256.

LIU Guan-ting， LIU Yan， ZHANG Ting-an. Study on Bubble Behavior in a Three-Stage Carbonization Reactor[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2019, 40(9): 1252-1256.

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