一种混合式高炉渣余热回收装置的研究及模拟

发布时间：2020-05-18 08:03

【摘要】：钢铁工业作为我国能耗巨大的产业,节能减排,提高能源利用率是发展这一产业的重中之重。高炉渣作为钢铁工业生产中的主要副产物,其产量大,含热量多,回收高炉渣余热具有极大的经济效益和社会效益。目前高炉渣的主要处理技术为水淬渣处理技术,具有回收余热量小,浪费水资源及污染环境等缺点。干法处理技术不仅能回收余热,同时不消耗新水,不污染环境,因而受到广泛关注。离心粒化法是近年来高炉渣干法处理技术讨论的热点。本文研究一种基于离心粒化法的高炉渣干法处理技术的改善设计思路,拟设计一种具有离心粒化、机械破碎、风淬和间壁式换热相结合的混合式高炉渣干法余热回收处理装置。设计思路创新点在于,在传统离心粒化转盘边缘设置具有一定角度的叶片或沟槽,对高炉渣有机械破碎的作用,同时还能控制渣粒运动方向和分布范围。本文用CFD数值模拟软件中的离散相模型对高炉渣离心粒化后运动轨迹和换热过程进行简化模拟。对渣粒的运动轨迹进行定性追踪,分析了高炉渣离心粒化后渣粒运动过程中影响渣粒换热的因素,如空气速度、渣粒粒径尺寸、渣粒质量流量、空气温度、空气出口位置、装置尺寸,进而得出如下结论:(1)当空气速度增加,渣粒温降增大,空气出口温度降低,水冷壁壁面温度升高。(2)当渣粒的粒径增大,渣粒温降减小,空气出口和水冷壁壁面温度降低。(3)当渣粒质量流量增加,渣粒温降减小,空气出口和水冷壁壁面温度增大。(4)当空气温度升高,渣粒温降减小,对渣粒的运动没有影响,水冷壁壁面温度升高。(5)空气出口位于右侧靠近壁面侧时,有利于渣粒和空气的换热。(6)随着装置尺寸的加大,渣粒的飞行距离越来越长,渣粒在空间分布越来越分散,但是如果装置尺寸过大,则渣粒会直接落入装置底部,不会与壁面接触,渣粒的温降就会降低。本文的研究方法和研究结果可以为以后的深入科研提供理论支持,对实验装置的设计和改进起到一定的指导作用。
【图文】：

示意图,示意图,渣处理,破碎方式

现有的水淬渣处理技术，都是这些破碎方式和脱水的水粹渣处理技术有：底滤（OCP）法、因巴（INBA）法、图拉（RASA ）法、嘉恒法和明特克（MTC）法等[16]。滤法

示意图,示意图,水渣,高炉渣

1—冲制箱；2—水渣沟；3—水渣槽；4—分配器；5—转鼓过滤器；6—缓冲槽；7—集水槽；8—热水池；9—冷却塔；10—冷水池；11—胶带机；12—成品槽图 1.2 因巴法示意图Fig. 1.2 The schematic diagram of INBA process因巴法（INBA）是上世纪 80 年代由比利时 SIDMAR 公司和卢森堡 P&发的高炉渣水淬处理技术[18]。因巴法中高炉渣的破碎方式是在冲制箱水对高炉渣进行破碎水淬，然后将水淬渣排入滚筒过滤器中进行渣水分因巴法根据水系统的循环可分为热因巴法，冷因巴法和环保因巴法。）图拉法
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X757;TK115

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