發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 17:36

【摘要】：鋼鐵是典型長(zhǎng)流程高耗能和高排放工業(yè),鐵前三大工序燒結(jié)、焦化、高爐總能耗占比高,余熱資源體量大,節(jié)能潛力巨大。鋼鐵燒結(jié)工序能耗僅次于煉鐵,鋼鐵燒結(jié)礦環(huán)冷和帶冷兩種典型傳統(tǒng)冷卻,漏風(fēng)高,返料率大,冷卻質(zhì)量差,入口礦料溫度高達(dá)1000℃,但廢氣均溫僅200℃,余熱難以高效利用,高效回收燒結(jié)顯熱是燒結(jié)節(jié)能和鋼鐵節(jié)能關(guān)鍵。將爐窯概念耦合燒結(jié)冷卻實(shí)現(xiàn)高溫?zé)Y(jié)礦顯熱高效置換獲取高品質(zhì)余熱煙氣用于發(fā)電,鋼鐵燒結(jié)礦爐冷發(fā)電關(guān)鍵在于高效換熱理論與裝置,論文針對(duì)燒結(jié)礦爐式空腔高溫粒料氣固逆流冷卻換熱開(kāi)展研究,構(gòu)建空腔高溫粒料氣固逆流冷卻裝置,數(shù)值研究氣料比、冷卻段高度、冷卻段內(nèi)徑等不同參數(shù)對(duì)冷卻裝置內(nèi)氣固換熱特性影響,獲得了相關(guān)變化規(guī)律,為開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用于燒結(jié)余熱高效回收利用裝置提供理論支持�？涨桓邷亓Ａ蠚夤棠媪骼鋮s裝置設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)冷卻裝置內(nèi)氣固傳熱分析,在燒結(jié)礦與冷卻風(fēng)氣固水當(dāng)量相等的前提下,結(jié)合對(duì)流傳熱、導(dǎo)熱及熱平衡方程,構(gòu)建了用于空腔高溫粒料氣固逆流冷卻裝置設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)冷卻裝置的處理量、燒結(jié)礦進(jìn)出口溫度及冷卻風(fēng)入口溫度進(jìn)行預(yù)設(shè),設(shè)計(jì)了燒結(jié)礦處理量為200t/h的空腔高溫粒料氣固逆流冷卻換熱裝置�？涨桓邷亓Ａ蠚夤棠媪骼鋮s裝置數(shù)值研究方法。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的冷卻裝置建立三維幾何模型,采用CFD商用軟件FLUENT 14.0對(duì)冷卻裝置內(nèi)高溫?zé)Y(jié)礦顆粒與冷卻風(fēng)之間的氣固逆流換熱進(jìn)行模擬研究,其中湍流模型選用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε模型,能量方程選用局部非熱力學(xué)平衡雙能量方程。研究結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的布風(fēng)裝置可以實(shí)現(xiàn)空腔高溫粒料氣固逆流冷卻裝置內(nèi)冷卻風(fēng)分布均勻性,能較好實(shí)現(xiàn)冷卻裝置內(nèi)燒結(jié)礦均勻冷卻。與熱力計(jì)算結(jié)果相比,數(shù)值模擬結(jié)果與其相差19℃,吻合良好�？涨桓邷亓Ａ蠚夤棠媪骼鋮s換熱規(guī)律研究。通過(guò)對(duì)氣料比在900~1300 m~3/t,冷卻段高度4~8 m,冷卻段內(nèi)徑2.5~4 m,冷卻風(fēng)入口溫度353~393 K的參數(shù)下冷卻裝置內(nèi)氣固傳熱影響進(jìn)行模擬研究,得到了空腔高溫粒料氣固逆流換熱規(guī)律,研究結(jié)果表明:氣料比及冷卻段高度對(duì)空腔內(nèi)高溫粒料氣固逆流冷卻換熱影響較大;在燒結(jié)礦處理量一定時(shí),隨著氣料比的增加,燒結(jié)礦出口溫度及冷卻風(fēng)出口溫度均有所降低,主換熱區(qū)域上移,冷卻段下半部換熱區(qū)氣固間換熱量減小,料層壓力增大;在燒結(jié)礦處理量一定、氣料比一定時(shí),冷卻段高度越高,燒結(jié)礦出口溫度越低,冷卻風(fēng)出口溫度逐漸增大并最終趨于平緩;冷卻段內(nèi)徑及冷卻風(fēng)入口溫度對(duì)冷卻裝置內(nèi)氣固逆流換熱影響較小,在初始參數(shù)范圍內(nèi),冷卻段內(nèi)徑平均每提升0.5m,冷卻風(fēng)出口溫度降低6℃。入口風(fēng)溫每提升10℃,冷卻風(fēng)溫提高3.5℃�？涨桓邷亓Ａ蠚夤棠媪骼鋼Q熱熱力學(xué)分析。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果展開(kāi)熱力學(xué)分析,得到適用于實(shí)際生產(chǎn)中冷卻裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)。研究結(jié)果表明:隨著氣料比的增大,燒結(jié)礦攜帶熱量降低,冷卻風(fēng)攜帶的?值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);隨著冷卻段高度的增加,燒結(jié)礦攜帶熱量降低,冷卻風(fēng)攜帶?值增加,但當(dāng)冷卻段高度足夠高時(shí),繼續(xù)增加冷卻段高度對(duì)冷卻風(fēng)?值影響減小;減小冷卻段內(nèi)徑及增加冷卻風(fēng)入口溫度均能使冷卻風(fēng)攜帶熱量增大,?值增加,但其影響幅度較小。搭建燒結(jié)礦處理量為200t/h的冷卻裝置建議采用冷卻段高度為5m,氣料比在1100~1200m~3/t之間,冷卻段內(nèi)徑為3m,入口風(fēng)溫為100℃。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TF046.4
【圖文】：

1 緒論低煤氣和固體燃料的消耗。現(xiàn)在也有部分小型的燒結(jié)企業(yè)考慮三四段的冷卻廢低和成本的原因選擇了直接放散。燒結(jié)礦經(jīng)過(guò)前四段冷卻后到第五段溫度約℃。此段冷卻廢氣的溫度和品質(zhì)都比較低，考慮到了成本和經(jīng)濟(jì)效益大多數(shù)的段的冷卻廢氣采取直接放散。在中國(guó)以及國(guó)外這種環(huán)式冷卻機(jī)還依然普遍在燒使用。

3圖1-3鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)蓖板Fig.1.3 The comb board of Blast type ring cooler十年的發(fā)展，鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)在結(jié)構(gòu)和技術(shù)上做了很多的改進(jìn)，包氣第三第四段的來(lái)做助燃空氣，或者預(yù)熱物料，但是目前我國(guó)大環(huán)冷機(jī)對(duì)燒結(jié)礦顯熱的回收率依然比較低，約為 29.8%[11]。這是所帶來(lái)的不可避免的缺陷，如：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2724410