熊宗维

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

数值模拟在反应塔冷却系统设计中的应用

熊宗维

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

通过对闪速炉反应塔冷却系统的冷却单元建立三维模型,并利用计算流体动力学软件FLUENT进行了数值模拟研究得出:冷却单元的冷却效果良好,产生的低温区域容易促进反应塔内壁挂渣的形成;冷却系统主要的散热损失由冷却水带走,且冷却单元的冷却强度与冷却水的进水温度及进水量关系不大;冷却系统的总循环水量及温升可以通过分别计算各不同冷却单元的冷却水量和温升得到等结论。

闪速炉；反应塔；冷却系统；三维建模；数值模拟；散热损失

1 研究背景

闪速炉是处理粉状硫化矿物的一种强化冶炼设备,一般由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池及上升烟道4个主要部分组成。反应塔位于沉淀池上方,熔炼过程主要化学反应在反应塔内进行[1]。反应塔炉体由于长期经受高温烟气和高温熔体的冲刷,腐蚀严重。为了提高炉体寿命,目前国内外的反应塔冷却系统一般都是采用内置冷却铜管的铜水套作为冷却元件对反应塔炉体进行立体冷却[2-3]。

在反应塔冷却系统的设计中,主要有3个方面需要考虑：1）冷却元件的冷却强度以及反应塔炉体热损失的计算；2）冷却系统的温度场分布,分析该温度场是否利于内壁挂渣的形成；3）冷却元件冷却水水量以及冷却水温升,以及整个炉体循环水量和温升的计算。……