颗粒流体粘性表征及流化床粘结失流行为预测分析
发布时间：2022-01-19 10:35
流化床是冶金、化工等领域的重要单元生产工序。流态化技术在工业生产中应用的最大技术瓶颈是粉体颗粒粘结失流问题。粘结失流问题本质上由颗粒间相互作用力（粘结力）大于所受到的气体曳力导致的。目前,关于气固两相流中颗粒所受到的曳力前人做了较为完善的研究工作,有多种成熟的模型能够描述颗粒所受曳力大小。但关于颗粒间相互作用力的大小长期以来一直缺乏有效的参数进行表征。这也是尽管人们对粘结失流的机理做了大量研究,但却无法对其进行准确预测的主要原因。为了对颗粒间作用力的大小进行有效表征,本论文提出了颗粒流体表观粘度的基本概念,它本质上反应的是颗粒抵抗运动的阻力系数,是颗粒间多种作用力相互作用的合力。同时基于能量耗散原理和颗粒运动方程设计了表观粘度测试方法。基于表观粘度建立了流化床粘结失流预测模型,对初始流化速率和粘结失流温度进行了预测。最后,探讨研究了鼓泡流化床和循环流化床的表观粘度,并设计开发了流化床还原过程表观粘度原位在线测定系统,论文主要研究内容和结果如下:（1）本研究提出颗粒表观粘度的基本概念。它借鉴了液体粘度的定义,用以表征颗粒间相互作用力的大小,同时基于能量耗散原理和颗粒运动方程设计了颗粒表观...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?ＦＩＮＥＸ工艺流程图??
?在熔融还原工艺中，ＦＩＮＥＸ工艺被广泛应用，它是韩国浦项钢铁公司在??ＣＯＲＥＸ工艺的基础上开发出来的。ＦＩＮＥＸ工艺流程如图２－２所示【１〇－丨４］，流??化床还原单元由４座串联的流化床组成。矿粉经干燥后送入流化床还原单元，??还原成粉状海绵铁，其还原度约为６０％，金属化率约为４０％。粉状海绵铁经??热压块后通过竖炉加入熔炼造气炉。熔炼造气炉所用的燃料为粒度适当的天??然煤块、粉煤压制而成的冷压块、自风口喷入的煤粉和焦炭。熔炼造气炉的??作用是将海绵铁熔炼成生铁和产生流化床还原单元所需的还原气。??Ｍ气＿处理｜????ｍ：?ｆ??＾?＼气／湛粉土??中舰Ｉ?＼炉，＝??歷?还原气??图２－１?ＦＩＮＥＸ工艺流程图??２．１．２流态化冶炼技术的优点??通过以上工艺分析，相对于传统高炉炼
颗粒流体粘性表征及流化床粘结失流行为预测分析失流需要一定的温度条件，温度是影响粘结的最主要因素。在度Ｔｓ以下观察不到粘结失流现象，而Ｔｓ由矿石性质、还原剂种等因素决定，并且温度越高越容易发生粘结。在低于８７３Ｋ时基粘结失流现象１２２２３］。在很高的温度条件时，矿石会出现软化或而很容易发生粘结现象，并且这种粘结现象是无法通过改变其的。??）气流速度??对颗粒的曳力与气流速度成正比，气速越大，颗粒的动量越大，动作用也越大，流化颗粒之间相互碰撞程度也会越激烈，相互，粘结趋势随着动量的增加而减小。另外，高气速对应的粘结高，如图２－３所示［３，３（Ｗ１］。??８４０????
【参考文献】：
期刊论文
[1]过程质谱仪测量气体浓度快速变化过程的应用研究[J]. 郭洋洲,赵义军,刘鹏,冯冬冬,孟顺,钱娟,孙绍增. 分析化学. 2016(09)
[2]CO气氛下碱土金属氧化物对金属铁析出行为的影响[J]. 赵志龙,唐惠庆,张奔,郭占成. 中国科学:技术科学. 2012(12)
[3]铁矿粉流化床直接还原防止粘结的试验研究[J]. 周勇,张涛,唐海龙. 钢铁钒钛. 2012(04)
[4]低温冶金技术理论和技术发展[J]. 赵沛,郭培民. 中国冶金. 2012(05)
[5]流化床技术及其在高炉炼铁中应用前景分析[J]. 毕学工,严渝镪. 鞍钢技术. 2012(01)
[6]流态化炼铁技术的必要性与研究现状[J]. 邵剑华. 中国冶金. 2011(08)
[7]搅拌流化床中超细氧化铁粉流态化及还原实验研究[J]. 宋乙峰,朱庆山. 过程工程学报. 2011(03)
[8]流态化还原铁精粉粘结过程试验研究[J]. 邵剑华,郭占成,唐惠庆. 钢铁. 2011(02)
[9]Recent status of fluidized bed technologies for producing iron input materials for steelmaking[J]. Johannes Leopold Schenk. Particuology. 2011(01)
[10]流化床表观粘度测量研究现状[J]. 籍永华,秦丙克,赵跃民,李志,孔德顺. 六盘水师范高等专科学校学报. 2010(06)
博士论文
[1]典型铁矿粉流态化特性与还原粘结机理研究[D]. 尹国亮.重庆大学 2014
[2]空气重介磁稳定流化床分选细粒煤的基础研究[D]. 宋树磊.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]双毛细管测量高温气体粘度的研究[D]. 刘灿.河北大学 2014
本文编号：3596699
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?ＦＩＮＥＸ工艺流程图??
?在熔融还原工艺中，ＦＩＮＥＸ工艺被广泛应用，它是韩国浦项钢铁公司在??ＣＯＲＥＸ工艺的基础上开发出来的。ＦＩＮＥＸ工艺流程如图２－２所示【１〇－丨４］，流??化床还原单元由４座串联的流化床组成。矿粉经干燥后送入流化床还原单元，??还原成粉状海绵铁，其还原度约为６０％，金属化率约为４０％。粉状海绵铁经??热压块后通过竖炉加入熔炼造气炉。熔炼造气炉所用的燃料为粒度适当的天??然煤块、粉煤压制而成的冷压块、自风口喷入的煤粉和焦炭。熔炼造气炉的??作用是将海绵铁熔炼成生铁和产生流化床还原单元所需的还原气。??Ｍ气＿处理｜????ｍ：?ｆ??＾?＼气／湛粉土??中舰Ｉ?＼炉，＝??歷?还原气??图２－１?ＦＩＮＥＸ工艺流程图??２．１．２流态化冶炼技术的优点??通过以上工艺分析，相对于传统高炉炼
颗粒流体粘性表征及流化床粘结失流行为预测分析失流需要一定的温度条件，温度是影响粘结的最主要因素。在度Ｔｓ以下观察不到粘结失流现象，而Ｔｓ由矿石性质、还原剂种等因素决定，并且温度越高越容易发生粘结。在低于８７３Ｋ时基粘结失流现象１２２２３］。在很高的温度条件时，矿石会出现软化或而很容易发生粘结现象，并且这种粘结现象是无法通过改变其的。??）气流速度??对颗粒的曳力与气流速度成正比，气速越大，颗粒的动量越大，动作用也越大，流化颗粒之间相互碰撞程度也会越激烈，相互，粘结趋势随着动量的增加而减小。另外，高气速对应的粘结高，如图２－３所示［３，３（Ｗ１］。??８４０????
【参考文献】：
期刊论文
[1]过程质谱仪测量气体浓度快速变化过程的应用研究[J]. 郭洋洲,赵义军,刘鹏,冯冬冬,孟顺,钱娟,孙绍增. 分析化学. 2016(09)
[2]CO气氛下碱土金属氧化物对金属铁析出行为的影响[J]. 赵志龙,唐惠庆,张奔,郭占成. 中国科学:技术科学. 2012(12)
[3]铁矿粉流化床直接还原防止粘结的试验研究[J]. 周勇,张涛,唐海龙. 钢铁钒钛. 2012(04)
[4]低温冶金技术理论和技术发展[J]. 赵沛,郭培民. 中国冶金. 2012(05)
[5]流化床技术及其在高炉炼铁中应用前景分析[J]. 毕学工,严渝镪. 鞍钢技术. 2012(01)
[6]流态化炼铁技术的必要性与研究现状[J]. 邵剑华. 中国冶金. 2011(08)
[7]搅拌流化床中超细氧化铁粉流态化及还原实验研究[J]. 宋乙峰,朱庆山. 过程工程学报. 2011(03)
[8]流态化还原铁精粉粘结过程试验研究[J]. 邵剑华,郭占成,唐惠庆. 钢铁. 2011(02)
[9]Recent status of fluidized bed technologies for producing iron input materials for steelmaking[J]. Johannes Leopold Schenk. Particuology. 2011(01)
[10]流化床表观粘度测量研究现状[J]. 籍永华,秦丙克,赵跃民,李志,孔德顺. 六盘水师范高等专科学校学报. 2010(06)
博士论文
[1]典型铁矿粉流态化特性与还原粘结机理研究[D]. 尹国亮.重庆大学 2014
[2]空气重介磁稳定流化床分选细粒煤的基础研究[D]. 宋树磊.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]双毛细管测量高温气体粘度的研究[D]. 刘灿.河北大学 2014
本文编号：3596699
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