顆粒流體粘性表征及流化床粘結(jié)失流行為預(yù)測(cè)分析
發(fā)布時(shí)間:2022-01-19 10:35
流化床是冶金、化工等領(lǐng)域的重要單元生產(chǎn)工序。流態(tài)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的最大技術(shù)瓶頸是粉體顆粒粘結(jié)失流問(wèn)題。粘結(jié)失流問(wèn)題本質(zhì)上由顆粒間相互作用力(粘結(jié)力)大于所受到的氣體曳力導(dǎo)致的。目前,關(guān)于氣固兩相流中顆粒所受到的曳力前人做了較為完善的研究工作,有多種成熟的模型能夠描述顆粒所受曳力大小。但關(guān)于顆粒間相互作用力的大小長(zhǎng)期以來(lái)一直缺乏有效的參數(shù)進(jìn)行表征。這也是盡管人們對(duì)粘結(jié)失流的機(jī)理做了大量研究,但卻無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的主要原因。為了對(duì)顆粒間作用力的大小進(jìn)行有效表征,本論文提出了顆粒流體表觀粘度的基本概念,它本質(zhì)上反應(yīng)的是顆粒抵抗運(yùn)動(dòng)的阻力系數(shù),是顆粒間多種作用力相互作用的合力。同時(shí)基于能量耗散原理和顆粒運(yùn)動(dòng)方程設(shè)計(jì)了表觀粘度測(cè)試方法。基于表觀粘度建立了流化床粘結(jié)失流預(yù)測(cè)模型,對(duì)初始流化速率和粘結(jié)失流溫度進(jìn)行了預(yù)測(cè)。最后,探討研究了鼓泡流化床和循環(huán)流化床的表觀粘度,并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了流化床還原過(guò)程表觀粘度原位在線(xiàn)測(cè)定系統(tǒng),論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)本研究提出顆粒表觀粘度的基本概念。它借鑒了液體粘度的定義,用以表征顆粒間相互作用力的大小,同時(shí)基于能量耗散原理和顆粒運(yùn)動(dòng)方程設(shè)計(jì)了顆粒表觀...
【文章來(lái)源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:147 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1?FINEX工藝流程圖??
?在熔融還原工藝中,FINEX工藝被廣泛應(yīng)用,它是韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司在??COREX工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。FINEX工藝流程如圖2-2所示【1〇-丨4],流??化床還原單元由4座串聯(lián)的流化床組成。礦粉經(jīng)干燥后送入流化床還原單元,??還原成粉狀海綿鐵,其還原度約為60%,金屬化率約為40%。粉狀海綿鐵經(jīng)??熱壓塊后通過(guò)豎爐加入熔煉造氣爐。熔煉造氣爐所用的燃料為粒度適當(dāng)?shù)奶??然煤塊、粉煤壓制而成的冷壓塊、自風(fēng)口噴入的煤粉和焦炭。熔煉造氣爐的??作用是將海綿鐵熔煉成生鐵和產(chǎn)生流化床還原單元所需的還原氣。??M氣_處理|????m:?f??^?\氣/湛粉土??中艦I?\爐,=??歷?還原氣??圖2-1?FINEX工藝流程圖??2.1.2流態(tài)化冶煉技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)??通過(guò)以上工藝分析,相對(duì)于傳統(tǒng)高爐煉
顆粒流體粘性表征及流化床粘結(jié)失流行為預(yù)測(cè)分析失流需要一定的溫度條件,溫度是影響粘結(jié)的最主要因素。在度Ts以下觀察不到粘結(jié)失流現(xiàn)象,而Ts由礦石性質(zhì)、還原劑種等因素決定,并且溫度越高越容易發(fā)生粘結(jié)。在低于873K時(shí)基粘結(jié)失流現(xiàn)象12223]。在很高的溫度條件時(shí),礦石會(huì)出現(xiàn)軟化或而很容易發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象,并且這種粘結(jié)現(xiàn)象是無(wú)法通過(guò)改變其的。??)氣流速度??對(duì)顆粒的曳力與氣流速度成正比,氣速越大,顆粒的動(dòng)量越大,動(dòng)作用也越大,流化顆粒之間相互碰撞程度也會(huì)越激烈,相互,粘結(jié)趨勢(shì)隨著動(dòng)量的增加而減小。另外,高氣速對(duì)應(yīng)的粘結(jié)高,如圖2-3所示[3,3(W1]。??840????
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]過(guò)程質(zhì)譜儀測(cè)量氣體濃度快速變化過(guò)程的應(yīng)用研究[J]. 郭洋洲,趙義軍,劉鵬,馮冬冬,孟順,錢(qián)娟,孫紹增. 分析化學(xué). 2016(09)
[2]CO氣氛下堿土金屬氧化物對(duì)金屬鐵析出行為的影響[J]. 趙志龍,唐惠慶,張奔,郭占成. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2012(12)
[3]鐵礦粉流化床直接還原防止粘結(jié)的試驗(yàn)研究[J]. 周勇,張濤,唐海龍. 鋼鐵釩鈦. 2012(04)
[4]低溫冶金技術(shù)理論和技術(shù)發(fā)展[J]. 趙沛,郭培民. 中國(guó)冶金. 2012(05)
[5]流化床技術(shù)及其在高爐煉鐵中應(yīng)用前景分析[J]. 畢學(xué)工,嚴(yán)渝鏹. 鞍鋼技術(shù). 2012(01)
[6]流態(tài)化煉鐵技術(shù)的必要性與研究現(xiàn)狀[J]. 邵劍華. 中國(guó)冶金. 2011(08)
[7]攪拌流化床中超細(xì)氧化鐵粉流態(tài)化及還原實(shí)驗(yàn)研究[J]. 宋乙峰,朱慶山. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[8]流態(tài)化還原鐵精粉粘結(jié)過(guò)程試驗(yàn)研究[J]. 邵劍華,郭占成,唐惠慶. 鋼鐵. 2011(02)
[9]Recent status of fluidized bed technologies for producing iron input materials for steelmaking[J]. Johannes Leopold Schenk. Particuology. 2011(01)
[10]流化床表觀粘度測(cè)量研究現(xiàn)狀[J]. 籍永華,秦丙克,趙躍民,李志,孔德順. 六盤(pán)水師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào). 2010(06)
博士論文
[1]典型鐵礦粉流態(tài)化特性與還原粘結(jié)機(jī)理研究[D]. 尹國(guó)亮.重慶大學(xué) 2014
[2]空氣重介磁穩(wěn)定流化床分選細(xì)粒煤的基礎(chǔ)研究[D]. 宋樹(shù)磊.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]雙毛細(xì)管測(cè)量高溫氣體粘度的研究[D]. 劉燦.河北大學(xué) 2014
本文編號(hào):3596699
【文章來(lái)源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:147 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1?FINEX工藝流程圖??
?在熔融還原工藝中,FINEX工藝被廣泛應(yīng)用,它是韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司在??COREX工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。FINEX工藝流程如圖2-2所示【1〇-丨4],流??化床還原單元由4座串聯(lián)的流化床組成。礦粉經(jīng)干燥后送入流化床還原單元,??還原成粉狀海綿鐵,其還原度約為60%,金屬化率約為40%。粉狀海綿鐵經(jīng)??熱壓塊后通過(guò)豎爐加入熔煉造氣爐。熔煉造氣爐所用的燃料為粒度適當(dāng)?shù)奶??然煤塊、粉煤壓制而成的冷壓塊、自風(fēng)口噴入的煤粉和焦炭。熔煉造氣爐的??作用是將海綿鐵熔煉成生鐵和產(chǎn)生流化床還原單元所需的還原氣。??M氣_處理|????m:?f??^?\氣/湛粉土??中艦I?\爐,=??歷?還原氣??圖2-1?FINEX工藝流程圖??2.1.2流態(tài)化冶煉技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)??通過(guò)以上工藝分析,相對(duì)于傳統(tǒng)高爐煉
顆粒流體粘性表征及流化床粘結(jié)失流行為預(yù)測(cè)分析失流需要一定的溫度條件,溫度是影響粘結(jié)的最主要因素。在度Ts以下觀察不到粘結(jié)失流現(xiàn)象,而Ts由礦石性質(zhì)、還原劑種等因素決定,并且溫度越高越容易發(fā)生粘結(jié)。在低于873K時(shí)基粘結(jié)失流現(xiàn)象12223]。在很高的溫度條件時(shí),礦石會(huì)出現(xiàn)軟化或而很容易發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象,并且這種粘結(jié)現(xiàn)象是無(wú)法通過(guò)改變其的。??)氣流速度??對(duì)顆粒的曳力與氣流速度成正比,氣速越大,顆粒的動(dòng)量越大,動(dòng)作用也越大,流化顆粒之間相互碰撞程度也會(huì)越激烈,相互,粘結(jié)趨勢(shì)隨著動(dòng)量的增加而減小。另外,高氣速對(duì)應(yīng)的粘結(jié)高,如圖2-3所示[3,3(W1]。??840????
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]過(guò)程質(zhì)譜儀測(cè)量氣體濃度快速變化過(guò)程的應(yīng)用研究[J]. 郭洋洲,趙義軍,劉鵬,馮冬冬,孟順,錢(qián)娟,孫紹增. 分析化學(xué). 2016(09)
[2]CO氣氛下堿土金屬氧化物對(duì)金屬鐵析出行為的影響[J]. 趙志龍,唐惠慶,張奔,郭占成. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2012(12)
[3]鐵礦粉流化床直接還原防止粘結(jié)的試驗(yàn)研究[J]. 周勇,張濤,唐海龍. 鋼鐵釩鈦. 2012(04)
[4]低溫冶金技術(shù)理論和技術(shù)發(fā)展[J]. 趙沛,郭培民. 中國(guó)冶金. 2012(05)
[5]流化床技術(shù)及其在高爐煉鐵中應(yīng)用前景分析[J]. 畢學(xué)工,嚴(yán)渝鏹. 鞍鋼技術(shù). 2012(01)
[6]流態(tài)化煉鐵技術(shù)的必要性與研究現(xiàn)狀[J]. 邵劍華. 中國(guó)冶金. 2011(08)
[7]攪拌流化床中超細(xì)氧化鐵粉流態(tài)化及還原實(shí)驗(yàn)研究[J]. 宋乙峰,朱慶山. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[8]流態(tài)化還原鐵精粉粘結(jié)過(guò)程試驗(yàn)研究[J]. 邵劍華,郭占成,唐惠慶. 鋼鐵. 2011(02)
[9]Recent status of fluidized bed technologies for producing iron input materials for steelmaking[J]. Johannes Leopold Schenk. Particuology. 2011(01)
[10]流化床表觀粘度測(cè)量研究現(xiàn)狀[J]. 籍永華,秦丙克,趙躍民,李志,孔德順. 六盤(pán)水師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào). 2010(06)
博士論文
[1]典型鐵礦粉流態(tài)化特性與還原粘結(jié)機(jī)理研究[D]. 尹國(guó)亮.重慶大學(xué) 2014
[2]空氣重介磁穩(wěn)定流化床分選細(xì)粒煤的基礎(chǔ)研究[D]. 宋樹(shù)磊.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]雙毛細(xì)管測(cè)量高溫氣體粘度的研究[D]. 劉燦.河北大學(xué) 2014
本文編號(hào):3596699
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