電石渣除雜水力旋流器關鍵參數數值模擬試驗優(yōu)化與影響分析.pdf

1、電石渣作為我國特有的工業(yè)廢棄染污物，排量巨大，現有的規(guī)?；幚矸椒ㄖ饕噪娛娲沂a水泥為主，但受水泥市場需求急劇下滑，以及國家經濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展要求，電石渣的規(guī)?；幚韱栴}亟待解決。電石渣是電石法乙炔生產中由電石（CaC2）與水反應生成的以 Ca(OH)2為主要成分的工業(yè)廢渣，另外還含有Fe、Si、Al、Mg等物相雜質，若能對其進行除雜處理，滿足電石生產原料要求，實現“電石-電石渣-電石”的循環(huán)利用，則可將其變廢為寶，有效

2、解決上述問題，同時又能減少電石生產用石灰石資源匱乏問題及石灰石礦產開發(fā)帶來的環(huán)境破壞。
　　本文以利用電石渣替代石灰石作為電石生產原料為目標，采用水力旋流分離方法實現電石渣中雜質的去除，根據電石用石灰技術標準，以能耗、生產效率、純度為指標，對電石渣除雜水力旋流器進行操作參數與結構參數的優(yōu)化研究，主要研究內容和創(chuàng)新點有：
　　采用篩分、滴定、XRD、磁選方法，對電石渣理化特性進行試驗，分析了電石渣組成成分、組分含量、組分密度、

3、質量粒度分布規(guī)律、粒度分布對電石渣中氫氧化鈣含量的影響規(guī)律；結合電石用石灰技術標準，分析制定了電石渣除雜工藝；依據水力旋流分離理論與經驗方法，對電石渣除雜水力旋流器除雜工藝及結構進行了初步設計。
　　通過對湍流模型、近壁面處理、多相流模型及Fluent求解方法的原理及特點進行分析，確定了適宜水力旋流器數值模擬的基本方法；結合電石渣理化特性及水力旋流器除雜工藝，分析了水力旋流器網格模型劃分及網格質量檢驗方法、Fluent仿真方法、邊

4、界條件設置方法及仿真中的相關參數計算方法；結合水力旋流器純水仿真與多相流仿真進行了數值模擬的可靠性研究，分析了網格數量與時間步長對旋流器壓力、速度、流量計算結果的影響，確定了數值模擬適宜的網格數量與時間步長。
　　提出了基于試驗設計與數值模擬結合的數值模擬試驗設計方法，并通過數值模擬試驗與旋流器分離試驗對比，驗證了方法的可行性；采用中心復合數值模擬試驗設計方法進行了旋流器操作參數優(yōu)化，獲得了旋流器操作參數優(yōu)化預測結果，并通過Flu

5、ent仿真實驗與旋流器分離實驗對比，驗證了優(yōu)化預測結果的可行性；以操作參數優(yōu)化結果為基礎，采用正交數值模擬試驗設計方法進行了旋流器結構參數優(yōu)化，獲得了結構因子優(yōu)化組合方案，并通過Fluent仿真實驗與旋流器分離實驗對比，驗證了優(yōu)化結果的可行性。
　　以水力旋流器操作參數優(yōu)化數值模擬試驗為基礎，通過方差分析，研究了操作因子及其交互作用對旋流器分離性能的影響規(guī)律；以水力旋流器結構參數優(yōu)化數值模擬試驗為基礎，通過極差分析，研究了結構因子