氧化鋁是重要的工業(yè)原料,氧化鋁工業(yè)關(guān)系國民命脈。氧化鋁焙燒爐是氧化鋁制備工藝流程中進(jìn)行氧化鋁焙燒的主要設(shè)備,其中流化床氧化鋁焙燒爐相較其它爐型具有熱效率高、自動化程度高、占地小等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為發(fā)展的主流趨勢。就流化床氧化鋁焙燒爐本身而言,目前其采用的燃料多為重油,重油燃燒熱效率低、污染大,已經(jīng)不符合工業(yè)發(fā)展要求。隨著氣體燃料的開發(fā)普及以及運(yùn)輸成本的降低,其燃料選擇也由液體燃料轉(zhuǎn)而向更加清潔高效的高燃值氣體燃料方向發(fā)展。流化床氧化鋁焙燒爐內(nèi)同時進(jìn)行著復(fù)雜的多相流動,傳熱和化學(xué)反應(yīng)過程,這些過程相互耦合,通過常規(guī)技術(shù)手段難以復(fù)原爐內(nèi)流場,分析焙燒過程,給焙燒爐的設(shè)計(jì)改進(jìn)增加了難度。因此針對流化床氧化鋁焙燒爐,通過數(shù)值模擬手段對采用柴油燃料和天然氣燃料時爐內(nèi)焙燒情況進(jìn)行了探究。以內(nèi)蒙古地區(qū)某廠循環(huán)流化床氧化鋁焙燒爐為研究對象,建立了幾何模型,基于歐拉-歐拉雙流體模型模擬爐內(nèi)多相流動,考慮氣固相間換熱,輻射換熱,建立了爐內(nèi)熱解反應(yīng)和燃燒反應(yīng)模型。模擬過程中,將焙燒原料結(jié)晶氯化鋁和產(chǎn)物氧化鋁分別簡化為單一粒徑,將柴油和天然氣的燃燒簡化為單一氣體組分的燃燒,得到了不同燃料條件下爐內(nèi)的顆粒濃度分布、...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 流化床氧化鋁焙燒爐技術(shù)與應(yīng)用
    1.3 流化床焙燒爐的燃料選擇
    1.4 流化床焙燒爐兩相流動與模擬方法
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第2章 流化床氣固兩相流動模型及計(jì)算方法
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 質(zhì)量守恒方程
        2.1.2 動量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 組分質(zhì)量守恒方程
    2.2 湍流模型
    2.3 曳力模型
        2.3.1 氣-固曳力模型
        2.3.2 固-固曳力模型
    2.4 顆粒動理學(xué)理論
        2.4.1 顆粒溫度
        2.4.2 顆粒壓力
        2.4.3 顆粒粘度
    2.5 化學(xué)反應(yīng)模型
    2.6 傳熱模型
        2.6.1 對流換熱模型
        2.6.2 輻射換熱模型
    2.7 本章小結(jié)
第3章 柴油燃料焙燒過程數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算模型與邊界條件
    3.3 模擬結(jié)果與分析
        3.3.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        3.3.2 顆粒濃度及速度分布
        3.3.3 爐膛溫度分布
        3.3.4 結(jié)晶氯化鋁熱解速率
        3.3.5 氣體組分摩爾濃度及反應(yīng)速率分布
    3.4 燃料分配對焙燒爐負(fù)荷的影響
    3.5 循環(huán)倍率對焙燒爐負(fù)荷的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 天然氣燃料焙燒過程數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 燃燒器雙側(cè)布置模擬結(jié)果及分析
        4.2.1 顆粒濃度及速度分布
        4.2.2 爐膛溫度分布
        4.2.3 熱解速率分布
        4.2.4 氣體組分摩爾濃度及反應(yīng)速率分布
    4.3 燃燒器單側(cè)布置模擬結(jié)果及分析
        4.3.1 顆粒濃度及速度分布
        4.3.2 爐膛溫度分布
        4.3.3 熱解速率分布
        4.3.4 氣體組分摩爾濃度及反應(yīng)速率分布
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3794817