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当前海内外稀土氟化物制备火法工艺中,HF气体法直接采用氟化氢气体与氧化稀土混合后,在高温下氟化反应制备。实验表明,这是工业制备稀土氟化物的最好方法。在干法冶炼的设备中,主要使用氟化炉制取稀土氟化物。HF气体法目前通用的装备为卧式氟化炉,但卧式炉由于结构原因,炉内上下层间的HF气流浓度不均匀性较为明显,从而使氧化稀土转化为氟化稀土的转化率不一致,造成氟化氢气体的利用率不高。本文运用流体动力学原理,通过借用ANSYS WORBENCH FLUENT软件,对卧式炉和优化后的立式氟化炉内炉的流场进行数值模拟。观察氟化炉内流场的分布,以氟化氢气体的速度和压力分布均匀性为依据,通过对比分析,得到更优越的炉型。具体工作如下:首先阐述了流体动力学基本原理,依次建立了氟化炉的几何、数学模型,然后使用FLUENT求解模型并对结果进行对比分析。分析结果表明:(1)立式氟化炉的速度和压力分布皆比卧式氟化炉更加均匀;(2)两氟化炉均存在气体滞留区现象,而对立式炉型还有待进一步优化。针对分析结果中立式氟化炉呈现的问题,对其结构参数进行如下改进:(1)进气管内伸至每层料盘反应区入口处;(2)对炉胆底部边角结构采用圆底形式;(3)对料盘采用圆滑边角结构;(4)集气罩设置成圆弧顶结构。结构参数设定后,对各改进结构进行数值模拟,对比分析模拟结果显示:(1)两改进氟化炉结构进行氟化反应时,气体分布更加均匀;(2)两改进氟化炉结构均消除了氟化反应区域周围的涡流中心。最后介绍了结构改进后的氟化炉的制造过程,并就氟化率曲线进行对比分析。结果表明,两结构改进后的氟化炉,每层氟化氢气体的分布更均匀,氟化率曲线波动较小,验证了仿真结果及分析的正确性,均达到了预期的结构参数优化效果。运用ANSYS软件模拟氟化炉内流场的分布,明确了存在的气体滞留区域,并对滞留区域进行了结构参数优化模拟。但是软件模拟和现实状况,还存有一定的误差和缺乏工况条件下实验论证的支持。因此本文只是为今后生产实践作理论参考,并起到一定的指导作用。