高炉出铁场铁口区烟尘高效捕集技术模拟研究

发布时间：2020-06-02 07:25

【摘要】：在我国钢铁企业的高炉生产车间里面,烟尘污染非常严重,其中以出铁口部位问题最为严重,而盲目地提高除尘风量会大大增加能耗,如何高效节能地捕集烟尘是铁口区除尘工艺研究的重点方向。由于尺寸过大、温度过高,不论在工业实体上还是在实验室内都很难直接进行试验研究,本文开创性得将相似模化理论与CFD模拟技术应用在铁口区除尘,并依此设计试验平台,使开展实验室级别的试验研究成为可能。首先,根据相似模化理论,对铁口区尘源进行了模化,将其参数降低至实验室级别,并依此设计了冶金废气除尘模拟平台,同时以FLUENT软件为平台,采用CFD的方法对烟尘的扩散过程中的流场分布进行了模拟。研究采用了不同铁沟/铁口烟尘动量比以模拟不同出铁时段的流场状态,定量地描述了全时段的铁口区流场分布。其次,通过模拟对比了有无垂幕时集尘罩的捕集效率,验证了垂幕在铁口区除尘中的重要作用。在使用垂幕的基础上,对比了不同集尘罩布置高度、不同集尘罩长度下集尘罩的捕集效率,得到的最佳集尘罩形式为高0.44m长0.6m,同时依据模拟结果设计了试验用集尘罩。在最佳的集尘罩形式下,使用不同除尘风量进行了除尘模拟,研究捕集效率随除尘风量的变化规律,依此得到了不同出铁时段的最佳除尘风量。最后,研究了气帘在高炉出铁场除尘的应用工艺。气帘的应用工艺研究分为两部分,一是用来替代垂幕的尾部气帘,模拟了不同倾角和出口风速尾部气帘的工作情况,二是用来阻隔横向风的侧面气帘,在使用最佳尾部气帘的工况下,对比了位置和出口风速不同时侧面气帘的工作情况。通过对比捕集效率和流场分布,得到了以下结论:尾部气帘最佳倾角α为20°,尾部气帘最佳风速Vwb为6.75m/s,侧面气帘布置位置应尽量远离铁沟,最佳侧面气帘风速Vcm为16m/s。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF54

【参考文献】