基于KR法新型脱硫搅拌器的流场数值分析

发布时间：2024-04-20 08:20

　　为改进铁水预处理脱硫设备和工艺,提高脱硫效率,参考传统KR脱硫法,将搅拌器与喷枪的优点结合,形成了一种既搅又喷的新型搅拌器。应用Fluent软件,采用Eulerian模型对铁水罐内的流场进行数值分析,从流场速度和气体分布等方面研究了搅拌器不同的偏心度、搅拌转速、通气流量对铁水罐内脱硫效果的影响。结果表明:采用新型搅拌器,可增强流场的流动,由搅拌器底部喷嘴喷出的脱硫气体作螺旋上升运动,会使脱硫气体在铁水罐中分布范围更广且更加均匀;新型搅拌器在搅拌转速为150 r/min、通气流量为5.0 m³/h和偏心度为0.3时,气体的分布和密集程度最佳,流场具有较大的平均流速,有利于铁水与脱硫剂的反应。

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【部分图文】：

图1搅拌器和铁水罐模型

将Soildworks中建立好的三维模型导入Gambit中进行网格划分,在Gambit中补充铁水罐部分,并将其划分成3个部分:转子区、定子区和空气区。使用结构六面体与非结构四面体网格,其中定子区与空气区模型可以使用结构六面体网格,采用Hex/Wedge网格类型并Cooper网格算....

图2搅拌器的流场网格划分

图1搅拌器和铁水罐模型1.3计算方法

图3水模试验与数值模拟结果对比

在搅拌转速为150r/min的条件下,将实验室水模试验图与数值模拟图进行对比,如图3所示。从图中可以看出,二者自由液面下凹深度与液面形状基本一致,误差不大,可以说明,本文基于KR法脱硫的搅拌流场进行数值模拟是可行的。2.2新型搅拌器与原有脱硫设备的效果对比

图4三种不同结构的脱硫设备

在数值模拟过程中,首先将新型搅拌器与原有脱硫设备,即常规四叶搅拌器和四嘴喷枪进行脱硫效果对比,图4为三种不同结构的脱硫设备。取搅拌头旋转速度150r/min,喷枪通气流量5.0m3/h,不同脱硫设备类型下,铁水罐内部气体分布的模拟结果,如图5所示。图5不同脱硫设备下的气体分....

本文编号：3959141