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作者：尹阳;孟晨;王鸿运;刘燕;张廷安;
单位：东北大学冶金学院;东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室;沈阳铝镁设计研究院有限公司;
摘要：本文基于水泥厂悬浮预热设备中旋风分离器的结构特点与高硫铝土矿焙烧反应特性，创新性地提出了旋风反应器的设计理念，并首次将其应用于高硫铝土矿焙烧脱硫的试验研究中。该反应器内焙烧脱硫反应属于“悬浮焙烧”，颗粒处于良好的流化运动状态，气固传质传热效率高，脱硫效率高。本研究通过数值模拟分析了反应器内部的速度场和压力场分布，采用Fluent软件对单极旋风反应器进行模拟，重点探讨了切向、轴向和径向速度的分布规律，以及静压、动压和总压的变化。结果表明，切向速度在蜗壳区收缩段达到峰值，轴向速度在蜗壳区呈现双峰分布，有效延长了颗粒的停留时间；静压分布呈现中心低、两侧高的特点，动压分布与切向速度相似，总压分布与静压大体一致；随着气速增加，压降损失逐渐增大，且速度越大，压降变化幅度越明显；在确保反应效率的同时，应优先考虑采用较低的气体流速，以降低能源消耗。本研究为优化旋风反应器设计提供了理论依据，有助于提高高硫铝土矿脱硫效率并降低生产成本。
关键词：高硫铝土矿;;旋风反应器;;悬浮焙烧;;数值模拟;;流场分析;;压降优化
基金资助：国家自然科学基金项目“中低品位高硫铝土矿碱基氢还原-钙化转型过程中矿相演变机制研究”（U23A20610）
