本文關(guān)鍵詞：高爐渣離心粒化機理及規(guī)律

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【摘要】：鋼鐵冶煉過程中會產(chǎn)生大量的高爐渣,其溫度介于1450-1550oC之間,屬于高品位熱源。目前,高爐渣主要是采用水淬處理,即用水直接噴淋高爐渣來實現(xiàn)急冷。水淬處理可以獲得高玻璃體含量的高爐渣,其可以用作水泥生產(chǎn)的原材料。然而,水淬法會引起水資源浪費、環(huán)境污染等不利影響,并且無法回收高爐渣所蘊含的高品位熱能。鑒于此,人們提出了干式熱回收工藝對高爐渣進(jìn)行處理。該工藝需先將熔渣破碎成顆粒,再采用空氣冷卻高爐渣以實現(xiàn)余熱回收。在諸多干式熱回收工藝中,離心�；療峄厥占夹g(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)勢,因而被認(rèn)為是最具前景的高爐渣處理方案。該技術(shù)首先采用旋轉(zhuǎn)的�；鲗⒏郀t渣制成細(xì)小均勻的顆粒,再利用空氣與渣粒進(jìn)行熱交換,最后獲得高溫空氣。在整個技術(shù)流程中,顆粒尺寸對于熱回收環(huán)節(jié)至關(guān)重要,細(xì)小的高爐渣顆粒具有較大的比表面積,這于換熱是有利的。因此研究�；^程中運行工況、流體物性以及�；鹘Y(jié)構(gòu)對制粒的影響,探索開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的�；鲗τ趯崿F(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。針對離心�；療峄厥展に嚨目尚行哉撟C不充分、離心�；瘷C理認(rèn)識不清晰等問題,本文對高爐渣離心�；療峄厥占夹g(shù)可行性及離心粒化機理展開研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)高爐渣離心�；療峄厥展に嚨目尚行苑治�,本文采用了全生命周期評價的方法,獲得了采用該工藝處理高爐渣時帶來的能源消耗、資源消耗、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)效益等重要參數(shù),并與底濾法、因巴法、圖拉法、拉薩法等四種常見的水淬工藝進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,離心�；療峄厥展に囉兄诮档湍茉春唾Y源消耗,對環(huán)境影響小,且經(jīng)濟(jì)性更好。因而,將該工藝用于高爐渣處理是可行的,這是未來高爐渣處理技術(shù)的主要發(fā)展方向。(2)高爐渣離心�；瘷C理的實驗研究,首先通過冷態(tài)實驗分別研究了運行工況、流體物性以及�；鹘Y(jié)構(gòu)等因素對�；Ч挠绊�。結(jié)果表明,在�；^程中,轉(zhuǎn)速對液絲形成、液滴形成影響極為顯著,而流量僅對液絲形成過程有重要影響。當(dāng)流體粘度增大時,�；Ｊ綄牡螤罘至堰^渡到絲狀分裂,最后到膜狀分裂。高粘度流體�；笮纬傻囊旱纬叽绺�,并且其從絲狀分裂過渡到膜狀分裂的臨界流量更大。采用轉(zhuǎn)杯�；骺梢种颇罘至训陌l(fā)生并有助于減小�；旱纬叽�。針對高爐渣離心�；小霸蕖毙纬蓡栴},本文采用松香石蠟混合物作為高爐渣的模擬工質(zhì)進(jìn)行了熱態(tài)實驗,研究了�；a(chǎn)物的形成規(guī)律,分析探討了“渣棉”形成機理,熱態(tài)實驗結(jié)果表明,絲狀物(即“渣棉”)的形成主要是由液絲的冷卻凝固所導(dǎo)致的。�；べ|(zhì)溫度降低、流量減小或�；鬓D(zhuǎn)速升高均會導(dǎo)致絲狀物增多。最后采用了組合式機械破碎�；鬟M(jìn)行了“渣棉”破碎的初步實驗。(3)高爐渣離心�；^程的數(shù)值模擬,本文采用了數(shù)值計算方法對高爐渣離心�；^程進(jìn)行了三維模擬,研究發(fā)現(xiàn),高爐渣在�；鬟吘壧幰耗ず穸扰c�；旱纬叽绯收嚓P(guān)關(guān)系,因此可通過研究液膜厚度變化情況來間接反映�；Ч�。在此基礎(chǔ)上,為提高計算效率,采用二維數(shù)值模擬研究了轉(zhuǎn)杯�；鞅砻嬉耗ち鲃犹匦�。結(jié)果表明,當(dāng)轉(zhuǎn)杯�；鲀�(nèi)傾角介于40-60o,深度介于10-12 mm之間時形成的液膜厚度較薄。提出�；餍途�函數(shù)的概念,采用二維數(shù)值模擬研究了異型結(jié)構(gòu)�；鞅砻嬉耗ず穸茸兓�(guī)律。模擬結(jié)果表明,當(dāng)采用非線性函數(shù)型粒化器時,與等直徑平盤�；飨啾�,正弦型�；骺捎行p小液膜厚度高達(dá)80%。�；鹘Y(jié)構(gòu)對液膜厚度的作用機制在于流體在�；鞅砻娴倪\動軌跡長度,理論分析表明,流體運動軌跡長度越長,液膜的厚度越薄。
【關(guān)鍵詞】：高爐渣 全生命周期評價 離心�；�
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X757
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-32
• 1.1 前言10-11
• 1.2 高爐渣的性質(zhì)及處理工藝11-13
• 1.2.1 高爐渣性質(zhì)及其應(yīng)用11-13
• 1.3 高爐渣處理工藝研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 高爐渣水淬處理工藝13-14
• 1.3.2 高爐渣干式熱回收工藝14-17
• 1.4 高爐渣離心�；夹g(shù)研究現(xiàn)狀17-24
• 1.4.1 離心�；�17-18
• 1.4.2 �；鹘Y(jié)構(gòu)18-20
• 1.4.3 離心�；夹g(shù)研究進(jìn)展20-24
• 1.5 高爐渣顆粒熱回收系統(tǒng)24-29
• 1.5.1 固定床余熱回收系統(tǒng)24-26
• 1.5.2 移動床余熱回收系統(tǒng)26-28
• 1.5.3 流化床余熱回收系統(tǒng)28-29
• 1.6 本文主要內(nèi)容29-32
• 1.6.1 已有研究不足29-30
• 1.6.2 本文的研究工作及創(chuàng)新性30-32
• 2 高爐渣離心�；療峄厥展に嚨目尚行苑治�32-50
• 2.1 全生命周期評價的基本概念32-33
• 2.2 全生命周期評價主要方法和步驟33-36
• 2.3 高爐渣處理工藝評價目標(biāo)及范圍確定36-37
• 2.4 高爐渣處理系統(tǒng)LCA清單分析37-40
• 2.4.1 高爐渣生產(chǎn)37-38
• 2.4.2 高爐渣處理38-39
• 2.4.3 高爐渣干燥39-40
• 2.5 高爐渣處理系統(tǒng)全生命周期影響評價40-48
• 2.5.1 能源及資源消耗40-42
• 2.5.2 環(huán)境影響42-45
• 2.5.3 經(jīng)濟(jì)性分析45-47
• 2.5.4 敏感性分析47-48
• 2.6 本章小結(jié)48-50
• 3 離心�；瘷C理實驗研究50-98
• 3.1 實驗系統(tǒng)及方法50-52
• 3.1.1 實驗系統(tǒng)及裝置50-51
• 3.1.2 數(shù)據(jù)處理方法51-52
• 3.2 離心粒化過程分析52-56
• 3.2.1 液絲形成53
• 3.2.2 液滴形成53-55
• 3.2.3 液絲形成對液滴形成的影響55-56
• 3.3 運行工況對�；匦缘挠绊�56-60
• 3.3.1 運行工況對離心�；^程的影響56-58
• 3.3.2 �；蛩胤治黾皩嶒炾P(guān)聯(lián)式58-60
• 3.4 流體物性對�；匦缘挠绊�60-70
• 3.4.1 甘油/水混合工質(zhì)物性60-61
• 3.4.2 �；葑兗胺治�61-62
• 3.4.3 粘度對液滴形成的影響62-64
• 3.4.4 粘度對液絲形成的影響64-66
• 3.4.5 粘度對臨界流量的影響66-68
• 3.4.6 �；P(guān)聯(lián)式及類比分析68-70
• 3.5 �；鹘Y(jié)構(gòu)對�；匦缘挠绊�70-82
• 3.5.1 �；鹘Y(jié)構(gòu)對�；Ｊ降挠绊�72-75
• 3.5.2 �；鹘Y(jié)構(gòu)對液滴尺寸的影響75-78
• 3.5.3 �；鹘Y(jié)構(gòu)對液滴尺寸的影響78-80
• 3.5.4 �；鬟x擇及設(shè)計80-82
• 3.6 離心粒化特性的熱態(tài)實驗研究82-95
• 3.6.1 實驗裝置及工質(zhì)83-84
• 3.6.2 �；^程84-87
• 3.6.3 絲狀物形成機制87-89
• 3.6.4 運行工況對�；a(chǎn)物形成規(guī)律的影響89-92
• 3.6.5 組合式機械破碎�；餍阅�92-95
• 3.7 本章小結(jié)95-98
• 4 高爐渣離心�；匦缘臄�(shù)值模擬98-124
• 4.1 離心�；^程的三維數(shù)值模擬98-107
• 4.1.1 模型與方法98-101
• 4.1.2 高爐渣離心�；阅�101-104
• 4.1.3 粒徑關(guān)系式對比評價104-105
• 4.1.4 液膜厚度與液滴尺寸的關(guān)系105-107
• 4.2 不同轉(zhuǎn)杯表面高爐渣液膜流動特性的數(shù)值模擬107-115
• 4.2.1 模型與方法107-110
• 4.2.2 �；鞅砻嬉耗し植紝Ρ�110-111
• 4.2.3 �；鹘Y(jié)構(gòu)對液膜厚度的影響111-114
• 4.2.4 �；鹘Y(jié)構(gòu)對液膜影響的機理分析114-115
• 4.3 異型結(jié)構(gòu)�；鞅砻嬉耗ち鲃犹匦�115-121
• 4.3.1 線性結(jié)構(gòu)�；鞅砻嬉耗ぬ匦�116-120
• 4.3.2 非線性結(jié)構(gòu)�；鞅砻嬉耗ぬ匦�120-121
• 4.4 本章小結(jié)121-124
• 5 結(jié)論與展望124-128
• 5.1 全文總結(jié)124-125
• 5.2 后續(xù)工作展望125-128
• 致謝128-130
• 參考文獻(xiàn)130-140
• 附錄140-141
• A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表及撰寫的論文140
• B 攻讀碩士學(xué)位期間參研的科研項目140-141
• C 攻讀碩士學(xué)位期間獲獎目錄141

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