基于流体体积模型的放射性废树脂蒸汽重整流态化数值模拟分析

放射性废树脂蒸汽重整反应器通常采用流化床结构。树脂在流化床中达到较好的流态化是保证反应持续、提高处理效率、实现树脂减容和核素包容的关键因素。为对流化床中树脂的流态化情况进行分析优化,建立了鼓泡流化床树脂蒸汽重整的计算模型,针对废树脂蒸汽重整中试流化床采用流体体积(volume of fluid,VOF)模型模拟流化床内树脂蒸汽多相流动状态。重点分析了不同流化操作气速下的床层压降、床高空隙率分布,获得了不同操作气速下的树脂流化状态。数值计算分析及后续测试结果表明,采用VOF模型可较好用于废树脂鼓泡流化床的计算模拟;操作气速增加,树脂的流化状态产生明显变化;当操作气速控制在0.7 m/s左右时,该中试流化床可达到最佳的流化状态。在此操作气速下开展了多组树脂蒸汽重整试验,最终获得的树脂重整平均减容倍数达到了6以上,在流化床内构件未发现树脂聚团,结焦现象,树脂在流化床形成了较好的流化状态。