徐静安 吴文华 陈明良

技术讲坛

第十五讲基于UD+CFD耦合优化的复混肥造粒塔进风口结构设计探讨

徐静安 吴文华 陈明良

0 引言

熔体高塔造粒过程主要是以熔融尿素为载体，与配比好的其他物料在热熔状态下搅拌混合，形成具有一定流动性的低温共熔料浆，再通过旋转差动喷头将料浆以液流的形式喷出。液流在塔内自然下落过程中依靠表面张力成型，并与上升的空气热交换，冷却凝固成球形颗粒。复混肥在造粒塔内的冷却效果直接影响整个造粒过程，塔底复混肥黏壁、颗粒不圆整等均与塔内复混肥冷却效果欠佳有关。而影响塔内复混肥冷却过程的因素主要有进风口气温、复混肥颗粒粒径、进出风口结构、塔高等。造粒塔的结构不仅影响着复混肥冷却过程，也与造粒塔的造价成本息息相关。因此，在造粒塔设计阶段，有必要对造粒塔结构（如进风口结构等）进行研究分析，尝试找到合适的造粒塔结构。

迄今为止，国内已建成上百套造粒塔，但关于造粒塔结构对复混肥冷却过程影响的研究甚少，尤其是对造粒塔透风窗结构方面的研究。国内不少学者对造粒塔内颗粒冷却过程进行理论分析，将造粒塔内的空气流动简化成活塞流，在计算塔内风量时往往忽视了造粒塔进风口结构对塔内风量的影响，这势必将降低计算结果的准确度。上海化工研究院长年致力于复混肥高塔造粒工艺研究工作，近年来采用计算流体动力学（CFD）软件与现场测试数据相结合的方法建立了一套数学模型，该数学模型根据造粒塔的实际几何结构进行建模，模型计算预测出的结果与现场测试数据的误差在可接受范围内。……