吴文华，袁 宸，李接励，陈明良，梁 济

    (上海化工研究院 上海 200062)

    熔体造粒塔进风口结构对复混肥冷却过程的影响研究*

    吴文华，袁宸，李接励，陈明良，梁济

    (上海化工研究院上海200062)

    结合复混肥熔体高塔造粒原理，运用流体力学计算软件对熔体高塔造粒过程进行数学建模并与实测数据进行对比验证。在数学模型的基础上，通过改变造粒塔几何模型结构，数值模拟研究造粒塔进风口结构变化对塔内复混肥冷却过程的影响，以期为造粒塔几何结构设计提供技术参考。

    造粒塔冷却过程进风口结构

    熔体高塔造粒过程主要是以熔融尿素为载体，与一定配比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断裂成液滴并与上升的空气换热，冷却并凝固成球形颗粒。液滴在造粒塔内的冷却效果直接影响整个造粒过程，塔底产品黏壁、颗粒不圆整等均与塔内颗粒冷却效果欠佳有关，而影响塔内颗粒冷却过程的因素主要有进风口气温、颗粒粒径、进出风口结构、塔高等。造粒塔的结构不仅影响着颗粒冷却过程，也与造粒塔的造价息息相关。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、塔高等，进行研究分析，以找到合适的造粒塔结构。

    迄今为止，国内已建成上百座复混肥造粒塔，但关于造粒塔结构对复混肥颗粒冷却过程影响的研究甚少，尤其是造粒塔进风口结构方面的研究。国内不少学者对造粒塔内颗粒冷却过程进行了理论分析，将造粒塔内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的影响，这势必会降低计算结果的准确度[1- 2]。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，近年来采用流体力学计算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，模拟计算结果与现场测试数据的误差在可接受范围内[3]。鉴于造粒塔设备庞大，一般很难通过试验及实测来掌握其性能，本文在已建立的流体力学数学模型[4]的基础上，通过改变进风口高度及层数，初步探索研究造粒塔进风口结构对复混肥冷却过程的影响，以期为造粒塔几何结构设计提供技术参考。

    1 模型计算方法

    1.1计算原理

    采用分散相模型进行计算，控制方程包括连续相方程、分散相方程和气粒两相间热量传递方程。连续相求解过程为稳态迭代计算，颗粒追踪方式采用稳态追踪。所谓稳态方式是指每隔若干个连续相流场迭代步，在当前流场状态下，逐个地对每个颗粒从起始位置直至其终了轨迹进行积分计算及源项计算 ......