基于CFD方法的啶虫脒结晶釜搅拌器优化设计
2014-10-31严小生邵洪根李强
化工与医药工程 2014年2期
严小生 邵洪根 李强
(1.江苏扬农化工集团有限公司,江苏扬州 225009;2.杭州原正化学工程技术有限公司,杭州 310012)
啶虫脒是一种氯代烟碱类杀虫剂,对害虫具有触杀和胃毒作用,并有卓越的内吸活性,是一种高效、安全、广谱、作用机制新颖的杀虫剂。工业上制备啶虫脒的方法通常是将含有啶虫脒的反应溶液冷却结晶制得。
目前,啶虫脒结晶釜通常采用锚式桨,其外观如图1所示。锚式桨的流型以水平回转流为主,轴向混合能力较弱,导致晶体悬浮能力差;且近壁区流速大,轴附近流速小,流体速度分布不均匀,导致结晶周期长,结晶粒径分布不均匀,给固液分离及后续操作带来麻烦。
随着CFD技术的迅速发展,通过CFD模拟的方法可以获取不同过程流体的速度场、浓度场和温度场等详细信息,很大程度上弥补了测试手段有限的不足,为设备的设计和优化提供指导。CFD模拟结果直观,可以节约时间和成本,已经得到了广泛的应用[1-6]。
SP306是一种高效轴流型桨,其外观如图2所示。SP306悬浮能力强,即使固含量达到25%仍能获得良好的悬浮效果。本文对SP306搅拌器进行CFD模拟,以期根据模拟结果对啶虫脒结晶釜进行优化,为结晶釜的搅拌器设计提供指导,提高啶虫脒的产品品质。
1 结晶釜条件
结晶釜内径1 500 mm,直筒高度1 800 mm;挡板四块均布,宽度125 mm,安装离壁距离35 mm;搅拌器直径750 mm,层间距750 mm,底层桨叶离底高度375 mm。搅拌器采用高效轴流型桨SP306。
啶虫脒结晶体系的液相密度874 kg/m3,粘度1.0 cP,啶虫脒结晶密度1 170 kg/m3,平均粒径0.75 mm,结晶体积含量0.05,直筒装液高度1 500 mm。……
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