细颗粒分级复合型水力旋流器结构及工艺 参数的优化研究

来源：机械工程学报杂志2017年第2期北京时间：

作者：应锐, 喻俊志, 王卫兵, 张亭, 冯静安, 杜晟

单位：1. 石河子大学机械电气工程学院 石河子 832003；2. 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室 北京 100190；3. 华中科技大学机械科学与工程学院 武汉 430074

摘要：Ca(OH)2提纯是实现电石渣制备石灰石的关键环节，通过复合型水力旋流器对电石渣细颗粒分级，其结构参数和工艺参数，以及颗粒的物性参数直接决定Ca(OH)2的提纯效果。基于RSM模型和混合多相流模型，对复合型水力旋流器的流场进行数值模拟，分析旋转栅结构对流场的影响;同时在平衡轨道理论的基础上，建立复合型水力旋流器的分离粒径预测模型，根据电石渣颗粒的基本特性，对复合型水力旋流器进行结构优化;制作试验样机，采用二次正交旋转组合试验设计，参考分级粒径、分离效率、处理量、分离精度、分股比5项分离指标，验证复合型水力旋流器的分离效果，确定最佳工艺参数。试验结果显示，在进料速度2.1 m/s，旋转栅转速1 205 r/min，进料质量浓度22%的操作条件下，综合分离效果最佳，此时分级粒径为70 μm，分离效率达81.3%，处理量为406.7 kg/h;与静态水力旋流器对比结果表明，复合型水力旋流器在压力损耗和离心力场强度方面具有明显优势，而在颗粒的滞留时间方面处于劣势。

关键词：电石渣,分离分级,正交试验,水力旋流器；

基金资助：* 国家自然科学基金资助项目(51264034); 20160304收到初稿，20160822收到修改稿;