碳渣是鋁電解工業(yè)生產(chǎn)中的一種廢料,其主要成分除了30%左右的碳之外還含有60%多的電解質(zhì),電解質(zhì)可以回收并用于鋁電解再生產(chǎn)。由于流化床燃燒效率高、燃燒強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),并針對(duì)從電解鋁碳渣中提取電解質(zhì)現(xiàn)有處理工藝的諸多不足,本文提出了利用鼓泡流化床回收碳渣中電解質(zhì)的新思路。本文對(duì)利用流化床處理碳渣的可行性做了理論分析,通過XRD分析碳渣中的具體成分,利用差熱分析法探究碳渣性質(zhì),結(jié)合固定床實(shí)驗(yàn)以及碳渣燒損實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證流化床法的可行性,得出可以在565-734℃溫度區(qū)間內(nèi)利用流態(tài)化燃燒技術(shù)回收電解鋁碳渣中的電解質(zhì)。設(shè)計(jì)并搭建了流態(tài)化處理碳渣的冷態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?采用了風(fēng)帽型布風(fēng)板,分析了不同風(fēng)帽排列結(jié)構(gòu)及不同開孔率布風(fēng)板對(duì)流化質(zhì)量的影響,并優(yōu)化設(shè)計(jì)出利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)的布風(fēng)板;重點(diǎn)研究了初始床高、碳渣粒徑、流化速度對(duì)流化質(zhì)量的影響。利用fluent軟件建立了三維穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?通過數(shù)值模擬分析不同布風(fēng)板的優(yōu)劣,并對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)中初始床高、碳渣粒徑、流化速度對(duì)流化質(zhì)量的影響進(jìn)行模擬,輔助解釋了冷態(tài)實(shí)驗(yàn)得出的可用于熱態(tài)實(shí)驗(yàn)的具體工藝參數(shù)。按1:1的比例參照冷態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⒘死昧骰蔡幚硖荚臒釕B(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?并利用通過冷態(tài)實(shí)驗(yàn)和冷態(tài)數(shù)值模擬確定的流化參數(shù)進(jìn)行碳渣的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。探究了碳渣在流化床中燃燒效率、流化床煙氣排放特性及爐內(nèi)溫度分布等機(jī)理。通過以上模擬和實(shí)驗(yàn)研究,分析了利用鼓泡流化床回收鋁電解碳渣中電解質(zhì)具體實(shí)驗(yàn)室研究方案,并就本文研究出現(xiàn)的不足提供建設(shè)性的意見。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：X758

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本文編號(hào)：2822916