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氧化铝厂的原矿浆经过高压溶出之后通常要降到常温、常压后进行赤泥的分离与洗涤,自蒸发器是一种实现高温高压料浆降温、降压的关键设备。随着氧化铝厂设计朝着大型化、现代化发展,自蒸发器的规格越来越大,处理量也越来越大,个别自蒸发器在运行过程中发生周期性振动,振动会对管道造成一定的损害,长时间的振动可能出现管道焊缝开裂、法兰泄露,严重时需停罐检修,直接影响闪蒸的产能及生产安全。自蒸发器是密闭容器,运行过程中其内部进行传质传热,由气、液、固三相组成的料浆在自蒸发器内流动情况复杂,无法用常规的手段进行检测。为了详实的掌握自蒸发器内料浆、二次蒸汽的流动情况以及它们对设备震动的影响,本文自编译UDF程序加载到Fluent软件模拟气—液两相体系的闪蒸过程,对自蒸发器多相流动特性进行分析,主要结果如下:(1)速度场和浓度场研究结果表明:自蒸发器上半部为气相区,自蒸发器液面以下区域为液相区,孔板附近为气液混合区,气液混合相中气相浓度自上而下逐渐降低;在孔板附近流体流速波动较大,在孔板正上方出现速度死区。(2)压力场研究结果表明:自蒸发器内气相区域压力分布均匀,气液混合区压力略高于气相区域压力,液相区域压力自上而下逐渐增高;(3)温度场研究结果表明:孔板附近温度最高,随着闪蒸的进行,溶液下行过程中温度逐渐降低;(4)对闪蒸过程的影响因素分析结果表明:自蒸发器内初始液面高度会对闪蒸过程产生影响,在一定范围内,液面越高,闪蒸速度越慢,越不利于闪蒸的进行,可能对自蒸发器的振动产生影响;自蒸发器入口料浆初始温度越高,产生的蒸气量越大;孔板管径过小时,进料阻力过大,导致蒸汽出口的蒸汽量变小;由于孔板附近速度变化差异及孔板距离自蒸发器器壁距离变化会造成不同级别自蒸发器出现振动差异。通过对模拟结果分析,可控制的工艺条件如下:液面高度控制在2.27m左右,最高不能超过2.47m;孔板管径应加大管径到Φ356×10,从而从流体力学角度减弱自蒸发器的振动。孔板位置是自蒸发器内部会发生剧烈振动的源头,孔板带动管道振动,与自蒸发器产生共振,影响设备正常运行,可选择加固入口管道,从工艺设备方面对自蒸发器进行改进,从而达到消除振动的目的。