目前全球每年产出绝大多数的铟被用于制造液晶显示器(LCD),随着LCD大量报废,回收废LCD中的铟成为了研究热点。研究显示,以聚氯乙烯(PVC)塑料热解产生的HCl作氯化剂,通过微波碳热氯化的方法可以从LCD中提铟,并实现“以废治废”。当前微波氯化冶金的基础研究较少,应用于回收铟的研究更鲜有报道。对该过程应用的微波反应器的设计与优化、实验方案的设计都十分必要。本文利用COMSOL Multiphysics仿真软件,以现有微波反应器为研究对象,对微波碳热氯化提铟过程进行数值模拟,为实际应用提供理论依据。首先,结合实际反应,研究了所涉及的射频-温度场-流场-化学反应多物理场的耦合关系,明确了控制方程及热源项、建立仿真模型、确定相关参数及边界条件。尔后,探究了稳态流场下电场分布、样品温升、产物浓度的变化规律,多场全耦合下微波功率、HCl流量等单因素的实验、样品位置对反应的影响,并对腔体内部结构做出优化。结果表明,本次仿真目标腔体内电场分布不均匀,有四个电场强度较高的区域,且均不在腔体的中心位置。当样品位于腔体的中心,受到不均匀加热。微波输入功率越大,样品内部温差越大。升温的热源项主要是微波加热,其次才是内部导热。稳态流场下,样品10 min内的温升可分为线性与非线性两个阶段,推断出由于样品介电常数随温度变化,突破临界值后会获得更快的反应速率;一定浓度范围内,通入较高浓度的HCl气体虽然可以促进反应发生,但对反应产物浓度的提升无明显影响。全耦合条件下,流场的加入会降低样品升温速率,温升曲线由线性变为非线性的位置与无流场时得出的温度不同,温升速率与微波输入功率线性正相关;产物浓度随微波功率的增大而增大;HCl流量对反应传质与传热均有影响,当流量处于100 ml/min至200 ml/min区间内,最终温度随通入流量的增加而增大,拟合方程符合二次函数,单调性改变的位置为208.18 ml/min,推测通入流量过大流速过快时,微波加热与内部导热速率低于流体引起的温度下降速率。而在低流速条件下(Q<100 ml/min),较低的流速能得到更高的样品最终温度。改变样品摆放位置能在不增大微波输入功率的条件下提高样品处的电场强度。根据腔内电场分布情况,在腔内放置多个反应管,通过数值计算推出有三个位置符合实际需求。调整模型结构后,对三根管的模型进行数值模拟,三处样品温度均能满足实际反应的需求,且随着加热时间延长、样品温度提高,样品位置的电场强度增大;三处样品的温升之间互相影响。本次研究基于数值模拟的方法实现了微波碳热氯化提铟过程的仿真分析,并对微波反应器进行了一定优化。