【摘要】：煉鋼等工業(yè)過程會產(chǎn)生大量高溫顆粒,其溫度高達(dá)900℃左右,將這些高溫顆粒余熱有效回收利用,對高能耗企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。本文提出一種移動(dòng)床式高溫顆粒余熱回收裝置,利用移動(dòng)床原理讓空氣與高溫顆粒逆流流動(dòng),實(shí)現(xiàn)高溫顆粒余熱高效回收利用。采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法,主要研究裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)對顆粒流動(dòng)及傳熱特性的影響。論文包括以下主要內(nèi)容:(1)對比煉鋼爐渣濕法余熱回收和干法余熱回收方法優(yōu)劣,分析干法余熱回收發(fā)展現(xiàn)狀,借鑒化工領(lǐng)域移動(dòng)床原理,提出一種移動(dòng)床式高溫顆粒余熱回收裝置。(2)采用斜面實(shí)驗(yàn)法、跌落實(shí)驗(yàn)法和提拉實(shí)驗(yàn)法,測定顆粒之間、顆粒與鋼板之間接觸參數(shù)。自主搭建小型顆粒流動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺,利用CCD高速相機(jī)捕捉顆粒下落軌跡,與EDEM軟件仿真結(jié)果對比,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)測定接觸參數(shù)的準(zhǔn)確性和EDEM模型的可行性。(3)利用EDEM進(jìn)行數(shù)值模擬,研究裝置內(nèi)部分布板結(jié)構(gòu)參數(shù)(D、θ、h/H、w/W)對顆粒流動(dòng)影響,確定影響顆粒下落時(shí)間因素主次關(guān)系為:Dh/Hθw/W,得到顆粒下落時(shí)間最長且不堆積的分布板結(jié)構(gòu)尺寸為:D = 30 mm,θ = 76°,h/H= 0.1,w/W=0.75。(4)設(shè)計(jì)和自主搭建小型顆粒余熱回收裝置實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)驗(yàn)研究顆粒與空氣傳熱特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:顆粒質(zhì)量流量0.04 kg/s,空氣體積流量108 m3/h,顆粒直徑為5 mm、4 mm、3 mm、2 mm時(shí),顆粒直徑每減小1 mm,熱回收率分別提高1.89%、1.32%、1.03%,表明隨顆粒直徑減小,顆粒熱回收率提高,但提高幅度減緩;顆粒質(zhì)量流量0.04 kg/s,顆粒直徑5mm,空氣體積流量為108 m3/h、135 m3/h、162 m3/h、189 m3/h時(shí),空氣流量每增加27 m3/h,熱回收率分別提高4.49%、3.08%、2.31%,表明隨空氣流量增加,顆粒熱回收率提高,但提高幅度逐漸減小。(5)采用CFD-DEM雙向耦合方法,計(jì)算分析工藝參數(shù)(顆粒直徑,顆粒質(zhì)量流量、空氣體積流量、不同直徑顆粒占比)對高溫顆粒熱傳熱特性的影響。得到以下結(jié)論:減小顆粒直徑,可提高顆粒熱回收率與空氣出口溫度,但隨顆粒直徑減小,提高幅度變緩;增加顆粒質(zhì)量流量,空氣出口溫度升高,升高幅度變緩,熱回收率降低,降低幅度逐漸增大;提高空氣體積流量,空氣出口溫度降低,但降低速度變緩,顆粒熱回收率提高,提高幅度逐漸減緩;不均勻顆粒中小直徑顆粒比例越高,越有利于提高空氣出口溫度和顆粒熱回收率。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X706
【圖文】：

（１）固體顆粒沖擊式余熱回收系統(tǒng)逡逑不同于氣淬和機(jī)械破碎方法，該工藝?yán)眉航?jīng)生成的爐渣顆粒對高溫熔渣進(jìn)行沖擊，逡逑達(dá)到培淹破碎的目的，最早由瑞典Ｍｅｒｏｔｅｃ公司研發(fā)設(shè)計(jì)，如圖１－１所示。逡逑氋爐熔渣環(huán)潼粒邐［￣１、篩子逡逑圖１－１固態(tài)渣沖擊法余熱回收系統(tǒng)逡逑該固態(tài)渣沖擊法余熱回收系統(tǒng)主要由粒化機(jī)、換熱器、顆粒篩分循環(huán)器和流化空氣逡逑裝置組成，由于該工藝高爐熔渣破碎方式主要依靠０－３邋＿的循環(huán)渣粒沖擊，所以系統(tǒng)設(shè)逡逑２逡逑

（１）固體顆粒沖擊式余熱回收系統(tǒng)逡逑不同于氣淬和機(jī)械破碎方法，該工藝?yán)眉航?jīng)生成的爐渣顆粒對高溫熔渣進(jìn)行沖擊，逡逑達(dá)到培淹破碎的目的，最早由瑞典Ｍｅｒｏｔｅｃ公司研發(fā)設(shè)計(jì)，如圖１－１所示。逡逑氋爐熔渣環(huán)潼粒邐［￣１、篩子逡逑圖１－１固態(tài)渣沖擊法余熱回收系統(tǒng)逡逑該固態(tài)渣沖擊法余熱回收系統(tǒng)主要由�；瘷C(jī)、換熱器、顆粒篩分循環(huán)器和流化空氣逡逑裝置組成，由于該工藝高爐熔渣破碎方式主要依靠０－３邋＿的循環(huán)渣粒沖擊，所以系統(tǒng)設(shè)逡逑２逡逑

（４）雙轉(zhuǎn)鼓法余熱回收系統(tǒng)逡逑轉(zhuǎn)鼓法是一種利用轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心作用將液態(tài)熔渣冷卻為固態(tài)渣粒的粒化技術(shù)，逡逑曰本ＮＫＫ公司開發(fā)了基于雙轉(zhuǎn)鼓的余熱回收系統(tǒng)，如圖１－４所示。逡逑渣j滃義蠟靛義希懾危懾義希　隹燜倮淙叢慰燜倮淙叢卞危鑠義狹隙峰巍梗義賢跡保此姆ㄓ噯然厥障低沖義纖姆ㄓ噯然厥障低持饕閃礁齜聰蜃淖暮偷撞苛隙紛槌�，工作原理为：高辶x銜氯墼紫扔稍凼淥偷攪礁齜聰蜃淖鬧屑洌捎謚亓ψ饔�，熔渣聹Z攪礁鱟膩義希村義

本文編號：2768753