導(dǎo)向管噴動流化床內(nèi)寬篩分硅顆粒流化特性的實(shí)驗(yàn)及模擬

張?jiān)旅罚S國強(qiáng)，蘇國良

?

導(dǎo)向管噴動流化床內(nèi)寬篩分硅顆粒流化特性的實(shí)驗(yàn)及模擬

張?jiān)旅罚S國強(qiáng)，蘇國良

（天津大學(xué)化工學(xué)院，天津300072）

在內(nèi)徑為182mm的導(dǎo)向管噴動流化床中，以亞毫米級的寬篩分硅顆粒為物料，對噴動氣旁路特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分別考察了靜止床層高度、夾帶區(qū)高度、導(dǎo)向管內(nèi)徑、噴動氣速和流化氣速對噴動氣旁路分率的影響。結(jié)果表明噴動氣的旁路分率隨噴動氣速的增加首先保持平穩(wěn)，隨后降低直至保持穩(wěn)定值；當(dāng)噴動氣速較小時(shí)，旁路分率隨靜止床層高度的增加而增加，當(dāng)噴動氣速足夠大時(shí)，靜止床高的變化對旁路分率影響不大；此外，噴動氣旁路分率隨流化氣速、導(dǎo)向管內(nèi)徑的增加而增大，但隨著導(dǎo)向管安裝高度的增加而減小。同時(shí)，采用基于顆粒動力學(xué)理論的雙歐拉模型，通過Fluent建立了與冷態(tài)實(shí)驗(yàn)條件一致的導(dǎo)向管噴動流化床氣固兩相流的數(shù)理模型，經(jīng)計(jì)算流體力學(xué)模擬考察了相關(guān)參數(shù)對模擬結(jié)果的影響。結(jié)果表明壓降與實(shí)驗(yàn)值吻合，流態(tài)化外觀也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。所建立的模型具有一定的準(zhǔn)確性和可靠性，可以成為預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效途徑。

導(dǎo)向管噴動流化床；寬粒度分布；氣體旁路；兩相流；計(jì)算流體力學(xué)；數(shù)值模擬；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

多晶硅是信息產(chǎn)業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原材料[1]。目前多晶硅生產(chǎn)的主流工藝為改良西門子法，約占全球多晶硅總產(chǎn)量的80%，但副產(chǎn)大量的四氯化硅（每生產(chǎn)1t多晶硅同時(shí)產(chǎn)生15～20t四氯化硅）[2-5]。……