【摘要】：鼓泡床反應(yīng)器能使還原氣體與鐵礦粉充分混合,可顯著強化氣固兩相傳熱、傳質(zhì)及反應(yīng)過程,是FINEX冶金新工藝的主體設(shè)備。然而,由于鼓泡床內(nèi)氣固兩相流動具有典型的復(fù)雜非線性特征,妨礙了對鼓泡床內(nèi)氣固兩相流動規(guī)律的深入認識,不利于鼓泡床反應(yīng)器的設(shè)計、放大以及對操作條件的優(yōu)化。基于此,論文根據(jù)多相流理論,在設(shè)計和搭建可進行進出料調(diào)控的鼓泡流化實驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,從不同顆粒屬性和進出料方式兩個方面,開展三維鼓泡流化床內(nèi)氣固兩相流化特性的實驗研究。以粒徑分布為500~600μm的B類玻璃珠為實驗對象,研究三維鼓泡床內(nèi)氣固兩相流化特性,并測試實驗系統(tǒng)的有效性。實驗測得玻璃珠的最小流化速度為0.227m/s,與Wen-yu公式計算值誤差為-0.8%,床內(nèi)氣泡上升速度測量值與Davison公式計算值具有相似的變化規(guī)律,驗證了該實驗系統(tǒng)用于論文研究的可行性。與二維床在相同床高條件下的實驗結(jié)果進行比較,發(fā)現(xiàn)測得的最小流化速度偏差為-1.3%,且三維床內(nèi)氣泡上升速度為二維床的2~4倍,說明三維床較弱的邊壁效應(yīng)使得顆粒流化的氣速較小,且對氣泡的上升運動的阻礙較小。研究具有分布特征的B類澳礦粉的流化特性,并與二維床的實驗結(jié)果進行比較分析。對粒徑分布為500~600μm的澳礦粉的流化特性進行實驗研究,發(fā)現(xiàn)在三維床和二維床中均存在由礦粉粉化導(dǎo)致的逐級流化現(xiàn)象。并依據(jù)床層空隙率及礦粉球形度修正wen-yu公式和Gupta公式,獲得計算該粒徑分布的澳礦粉臨界流化速度公式;并進行粒徑分布為100~500μm的澳礦粉(按100μm變化)的驗證實驗,結(jié)果表明:最小流化速度測量值與修正公式計算值的平均誤差為6.2%,完全流化速度的平均誤差為5.8%,說明該修正公式適用于計算B類窄粒徑分布澳礦粉的臨界流化速度。將粒徑范圍在500~600μm的B類澳礦粉分別與粒徑范圍在200~300μm、400~500μm的B類澳礦粉及粒徑范圍在600~800μm、800~1000μm的D類澳礦粉按不同體積比進行混合,研究混合粒徑分布的澳礦粉流化特性。實驗發(fā)現(xiàn),B、B類混合澳礦粉流化時,床層出現(xiàn)顯著的逐級流化現(xiàn)象;而B、D類澳礦粉混合流化時,床層出現(xiàn)明顯的局部空穴流化現(xiàn)象,且粉化的細礦粉會脫離床層,導(dǎo)致床層壓降減小。進一步說明礦粉粉化會影響澳礦粉的粒徑分布,進而影響澳礦粉的流化特性。最后,將混合粒徑分布的澳礦粉臨界流化速度測量值與修正公式計算值進行比較,驗證了修正公式的適用性。進行流化床系統(tǒng)的進出料控制實驗,研究發(fā)現(xiàn)粒徑范圍在400~500μm的B類玻璃珠從靜止?fàn)顟B(tài)到流態(tài)化的過程經(jīng)歷四個階段:系統(tǒng)啟動、料腿蓄壓、床層與料腿協(xié)調(diào)、床層與料腿物料循環(huán)運動;料腿處顆粒運動速度與流化床表觀氣速、鼓泡床初始靜床高、顆粒的平均粒徑大小等因素有關(guān),隨著表觀氣速增大、初始靜床高增高、顆粒平均粒徑變小,料腿處顆粒的運動速度均會變大;此關(guān)系只在系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)范圍內(nèi)有效。綜上,從不同顆粒屬性方面,發(fā)現(xiàn)B、D類澳礦粉不但具有與常規(guī)B、D類顆粒相似的流化特性,也具有粉化、逐級流化等獨特的流化特性;從進出料調(diào)控方面,探索獲得鼓泡床進出料過程的影響因素。為非高爐煉鐵中FINEX工藝預(yù)還原技術(shù)的進一步開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參考依據(jù)。
【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】：2018
【分類號】：TF51
【圖文】：

氣體的穩(wěn)定輸出，程流化床能否正常運壓機是否能滿足需及連接管道存在密度，故而以較粉粒徑為 1~1035×10-5pa·s。計算：要在三維鼓泡床（ 2.5 所示：

C形彎頭Fig.2.7Theshapeoftheelbow

【參考文獻】

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10 羅務(wù)習(xí),梁衛(wèi)華,張國良,王金福;Fluidization Characteristics of Silicon Particles with a Wide Size Distribution[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2004年06期

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2 楊旭;化學(xué)鏈流化床內(nèi)氣固兩相流動與反應(yīng)特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：2725502