【摘要】：作為重要的煉鋼副產(chǎn)品之一,轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵行業(yè)重要的二次能源。目前,回收的轉(zhuǎn)爐煤氣的含塵量一般在10~100mg/m3之間,利用前需進(jìn)行除塵處理,使其含塵量降到1 mg/m3以下。鋼鐵行業(yè)使用最多的除塵方法是在煤氣柜前加設(shè)電除塵器對(duì)煤氣進(jìn)行精除塵處理。針對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣在混入氧氣的情況下極易發(fā)生爆炸的特性,在改變初始?jí)簭?qiáng)、初始溫度、氧氣濃度及泄爆閥直徑等參數(shù)的條件下,對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣爆炸與泄爆過(guò)程中壓強(qiáng)、溫度等發(fā)展特征進(jìn)行了理論分析及數(shù)值計(jì)算。本文使用FLUENT模擬軟件,除塵器模型選用了某鋼廠圓筒形電除塵器,經(jīng)合理簡(jiǎn)化后進(jìn)行三維建模。首先,模擬分析了冷態(tài)下電除塵器內(nèi)通入轉(zhuǎn)爐煤氣的流場(chǎng)發(fā)展情況,以此作為爆炸模擬的初始流場(chǎng);其次,對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣爆炸過(guò)程進(jìn)行模擬,探索爆炸機(jī)理,并且分析了轉(zhuǎn)爐煤氣初始溫度、運(yùn)行初始?jí)簭?qiáng)和混入氧氣濃度等因素對(duì)爆炸時(shí)火焰和流場(chǎng)發(fā)展的影響;最后,基于開(kāi)口泄爆模型,通過(guò)改變泄爆閥直徑、位置,得出泄爆過(guò)程中壓強(qiáng)的下降規(guī)律和各方案所需的泄爆時(shí)間。結(jié)果表明:氧氣濃度對(duì)爆炸過(guò)程的影響最大,向后依次為轉(zhuǎn)爐煤氣初始溫度、運(yùn)行初始?jí)簭?qiáng),溫度發(fā)展速率高達(dá)7.5×105 K/s,壓強(qiáng)發(fā)展速率達(dá)到1.23×105 kPa/s;最大爆炸壓強(qiáng)Pmax與初始?jí)簭?qiáng)平P0呈線性增長(zhǎng)的關(guān)系,但隨初始溫度的增加而迅速下降;泄爆過(guò)程中,泄爆閥直徑越大泄爆效率越高,當(dāng)直徑為1400 mm時(shí),泄爆時(shí)間為1.07 s;綜合考慮泄爆閥的泄爆能力和經(jīng)濟(jì)性,在除塵器模型中主體部分安裝3個(gè)直徑為1200 mm的泄爆閥時(shí),在泄爆過(guò)程中氣流分布效果最好。數(shù)值計(jì)算與實(shí)踐結(jié)果為轉(zhuǎn)爐煤氣用電除塵器凈化工藝中泄爆閥的設(shè)置提供了依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X757

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