多晶硅固渣浆料是氯硅烷和二氧化硅等固体物质的混合物。固渣浆料的处理一般采用水解中和法,但是直接进行水解中和无法回收固渣中的氯硅烷,造成原材料的浪费。因此,一般先利用干燥的手段在密闭的干燥机内对浆料进行干燥处理,使氯硅烷等轻组分蒸发气化与固渣分离。本课题研究开发了一种连续操作的多晶硅固渣处理设备,对于实现四氯化硅、三氯氢硅回收,保证生产安全连续进行具有重要的意义。对干燥机内的流场进行了三维模拟并对内外螺带参数、搅拌转速、物料黏度、入口速度等主要参数进行了优化。结果表明:外螺带对流体的搅拌作用较为明显,速度在锥筒内部较锥筒外部小,在螺带和辐杆的背压处出现漩涡和边界层分离;对内螺带参数进行了优化,选取了螺距螺径比ξ₂为0.9,1.0,1.2,1.33的四种内螺带,发现随着ξ₂的增加,流场的分布越来越均匀,但是当ξ₂增加到1.33,螺带的搅拌作用大大降低。综合考虑后,推荐ξ₂为1.0的内螺带;对外螺带参数进行了优化,选取了螺距螺径比ξ₁为0.9,1.0,1.13的外螺带,发现ξ₁增加,流体的湍动程度增加,但是搅拌功率和扭矩也大大增加,从功率消耗和流场综合分析,推荐ξ₁为0.9或者1.0的外螺带。分别计算搅拌桨转速为5r/min³0r/min,流体粘度为0.0034Pa·s³4Pa·s和入口速度为0.1m/s⁰.3m/s时的三维流场,结果表明转速在10¹5r/min下操作较为合适,流体粘度越大所需扭矩越大,随着粘度的增大,扭矩的增大速度也逐渐提高;入口速度对干燥机内的流场分布影响不是很大。推导出了连续式干燥设备传热计算的一般方法,并且给出了具体的算法。引入摊平系数的概念,表征干燥机工作状态相比静止状态传热面积的变化;通过颗粒追踪法得到干燥机的停留时间分布曲线,进而得到停留时间和速度分布;通过计算得到传热系数K在干燥机内分布规律和连续干燥机内物料的干燥曲线,并拟合了经验公式,为该干燥机的工程应用奠定了理论基础。