铝电解槽不同投料量下氧化铝溶解的模拟及其温度响应

作者：李斯昀; 李茂; 侯文渊; 李贺松; 程本军氧化铝溶解传热传质粒度分布温度响应数值模拟

摘要：在铝电解下料过程中,氧化铝下料量影响一个下料周期结束后氧化铝颗粒的最终溶解量。本文基于OpenFOAM 计算平台,开发了铝电解槽中氧化铝颗粒传热、传质耦合溶解计算模型;利用Rosin-Rammler 分布函数得出氧化铝在不同下料量下的颗粒粒径分布,考虑下料区温度响应,对实际300 kA 铝电解槽中氧化铝颗粒在不同下料量下(0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6 kg)的溶解过程进行数值模拟。模拟结果表明:随着下料量的增加,氧化铝累积溶解质量分数降低,快速溶解阶段所需的时间逐渐加长。当投料量分别为0.6 kg 和1.2 kg 时,电解质温度下降至出现回升所需时间最短。随着下料量的增加,快速溶解阶段的溶解速率先迅速上升,后逐渐减少。最佳下料量为1.2 kg。通过拟合氧化铝溶解特性曲线,得到了不同下料量下氧化铝累积溶解质量分数的拟合方程,可根据此方程评估氧化铝溶解情况及指导氧化铝的下料量和下料周期。

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