移动床式高温颗粒余热回收装置的传热特性研究
发布时间：2020-07-24 11:06
【摘要】：炼钢等工业过程会产生大量高温颗粒,其温度高达900℃左右,将这些高温颗粒余热有效回收利用,对高能耗企业实现节能减排具有重要意义。本文提出一种移动床式高温颗粒余热回收装置,利用移动床原理让空气与高温颗粒逆流流动,实现高温颗粒余热高效回收利用。采用数值模拟和实验方法,主要研究装置结构参数和工艺参数对颗粒流动及传热特性的影响。论文包括以下主要内容:(1)对比炼钢炉渣湿法余热回收和干法余热回收方法优劣,分析干法余热回收发展现状,借鉴化工领域移动床原理,提出一种移动床式高温颗粒余热回收装置。(2)采用斜面实验法、跌落实验法和提拉实验法,测定颗粒之间、颗粒与钢板之间接触参数。自主搭建小型颗粒流动实验平台,利用CCD高速相机捕捉颗粒下落轨迹,与EDEM软件仿真结果对比,验证实验测定接触参数的准确性和EDEM模型的可行性。(3)利用EDEM进行数值模拟,研究装置内部分布板结构参数(D、θ、h/H、w/W)对颗粒流动影响,确定影响颗粒下落时间因素主次关系为:Dh/Hθw/W,得到颗粒下落时间最长且不堆积的分布板结构尺寸为:D = 30 mm,θ = 76°,h/H= 0.1,w/W=0.75。(4)设计和自主搭建小型颗粒余热回收装置实验平台,实验研究颗粒与空气传热特性。实验结果得出:颗粒质量流量0.04 kg/s,空气体积流量108 m3/h,颗粒直径为5 mm、4 mm、3 mm、2 mm时,颗粒直径每减小1 mm,热回收率分别提高1.89%、1.32%、1.03%,表明随颗粒直径减小,颗粒热回收率提高,但提高幅度减缓;颗粒质量流量0.04 kg/s,颗粒直径5mm,空气体积流量为108 m3/h、135 m3/h、162 m3/h、189 m3/h时,空气流量每增加27 m3/h,热回收率分别提高4.49%、3.08%、2.31%,表明随空气流量增加,颗粒热回收率提高,但提高幅度逐渐减小。(5)采用CFD-DEM双向耦合方法,计算分析工艺参数(颗粒直径,颗粒质量流量、空气体积流量、不同直径颗粒占比)对高温颗粒热传热特性的影响。得到以下结论:减小颗粒直径,可提高颗粒热回收率与空气出口温度,但随颗粒直径减小,提高幅度变缓;增加颗粒质量流量,空气出口温度升高,升高幅度变缓,热回收率降低,降低幅度逐渐增大;提高空气体积流量,空气出口温度降低,但降低速度变缓,颗粒热回收率提高,提高幅度逐渐减缓;不均匀颗粒中小直径颗粒比例越高,越有利于提高空气出口温度和颗粒热回收率。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X706
【图文】：
（１）固体颗粒冲击式余热回收系统逡逑不同于气淬和机械破碎方法，该工艺利用己经生成的炉渣颗粒对高温熔渣进行冲击，逡逑达到培淹破碎的目的，最早由瑞典Ｍｅｒｏｔｅｃ公司研发设计，如图１－１所示。逡逑氋炉熔渣环潼粒逦［￣１、筛子逡逑图１－１固态渣冲击法余热回收系统逡逑该固态渣冲击法余热回收系统主要由粒化机、换热器、颗粒筛分循环器和流化空气逡逑装置组成，由于该工艺高炉熔渣破碎方式主要依靠０－３邋＿的循环渣粒冲击，所以系统设逡逑２逡逑
（１）固体颗粒冲击式余热回收系统逡逑不同于气淬和机械破碎方法，该工艺利用己经生成的炉渣颗粒对高温熔渣进行冲击，逡逑达到培淹破碎的目的，最早由瑞典Ｍｅｒｏｔｅｃ公司研发设计，如图１－１所示。逡逑氋炉熔渣环潼粒逦［￣１、筛子逡逑图１－１固态渣冲击法余热回收系统逡逑该固态渣冲击法余热回收系统主要由粒化机、换热器、颗粒筛分循环器和流化空气逡逑装置组成，由于该工艺高炉熔渣破碎方式主要依靠０－３邋＿的循环渣粒冲击，所以系统设逡逑２逡逑
（４）双转鼓法余热回收系统逡逑转鼓法是一种利用转鼓转动产生的离心作用将液态熔渣冷却为固态渣粒的粒化技术，逡逑曰本ＮＫＫ公司开发了基于双转鼓的余热回收系统，如图１－４所示。逡逑渣j滃义蠟靛义希慑危慑义希 隹焖倮淙丛慰焖倮淙丛卞危铄义狭隙峰巍梗义贤迹保此姆ㄓ嗳然厥障低冲义纤姆ㄓ嗳然厥障低持饕闪礁龇聪蜃淖暮偷撞苛隙纷槌桑ぷ髟砦焊咤义衔氯墼紫扔稍凼渌偷搅礁龇聪蜃淖闹屑洌捎谥亓ψ饔茫墼涞搅礁鲎腻义希村义
本文编号：2768753
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X706
【图文】：
（１）固体颗粒冲击式余热回收系统逡逑不同于气淬和机械破碎方法，该工艺利用己经生成的炉渣颗粒对高温熔渣进行冲击，逡逑达到培淹破碎的目的，最早由瑞典Ｍｅｒｏｔｅｃ公司研发设计，如图１－１所示。逡逑氋炉熔渣环潼粒逦［￣１、筛子逡逑图１－１固态渣冲击法余热回收系统逡逑该固态渣冲击法余热回收系统主要由粒化机、换热器、颗粒筛分循环器和流化空气逡逑装置组成，由于该工艺高炉熔渣破碎方式主要依靠０－３邋＿的循环渣粒冲击，所以系统设逡逑２逡逑
（１）固体颗粒冲击式余热回收系统逡逑不同于气淬和机械破碎方法，该工艺利用己经生成的炉渣颗粒对高温熔渣进行冲击，逡逑达到培淹破碎的目的，最早由瑞典Ｍｅｒｏｔｅｃ公司研发设计，如图１－１所示。逡逑氋炉熔渣环潼粒逦［￣１、筛子逡逑图１－１固态渣冲击法余热回收系统逡逑该固态渣冲击法余热回收系统主要由粒化机、换热器、颗粒筛分循环器和流化空气逡逑装置组成，由于该工艺高炉熔渣破碎方式主要依靠０－３邋＿的循环渣粒冲击，所以系统设逡逑２逡逑
（４）双转鼓法余热回收系统逡逑转鼓法是一种利用转鼓转动产生的离心作用将液态熔渣冷却为固态渣粒的粒化技术，逡逑曰本ＮＫＫ公司开发了基于双转鼓的余热回收系统，如图１－４所示。逡逑渣j滃义蠟靛义希慑危慑义希 隹焖倮淙丛慰焖倮淙丛卞危铄义狭隙峰巍梗义贤迹保此姆ㄓ嗳然厥障低冲义纤姆ㄓ嗳然厥障低持饕闪礁龇聪蜃淖暮偷撞苛隙纷槌桑ぷ髟砦焊咤义衔氯墼紫扔稍凼渌偷搅礁龇聪蜃淖闹屑洌捎谥亓ψ饔茫墼涞搅礁鲎腻义希村义
本文编号：2768753
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2768753.html
