煙化爐主要用來處理鉛鋅等金屬爐渣,然而對于其研究進(jìn)展還無法滿足生產(chǎn)需求。對于煙化爐的每個部分,無論是操作方法還是結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)該進(jìn)一步完善,這些工作都需要對煙化爐的噴吹行為以及渣池內(nèi)的氣液相運(yùn)動機(jī)理有完整的認(rèn)識。因而研究氣相在渣池內(nèi)的形態(tài)分布以及熔渣池內(nèi)氣液兩相運(yùn)動機(jī)理,對分析煙化過程所遇問題的深層次原因以及優(yōu)化爐體設(shè)計等諸多工作都有一定的指導(dǎo)意義。本文采用VOF多相流模型,RNG k-ε湍流模型對單噴嘴模型進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得了氣泡在渣池內(nèi)形態(tài)變化及多種物理場的空間分布。然后研究了幾種參數(shù)對煙化爐渣池內(nèi)氣液兩相流動的影響規(guī)律。最后分析了界面化學(xué)反應(yīng)對于煙化爐內(nèi)氣液兩相流動的影響,并比較了Euler-PB與VOF兩種數(shù)學(xué)模型對于煙化爐內(nèi)氣液兩相流動結(jié)果之間的差異,討論了這種差異的一些原因。主要研究結(jié)論如下：1)基本工況下,氣相在渣池內(nèi)的分布隨時間呈周期性變化；壓力隨高度逐漸減��；液態(tài)熔渣平均速度為0.632m/s左右；側(cè)吹過程中,氣體上升時有著明顯貼壁現(xiàn)象。2)較低的噴嘴高度使得渣池獲得較高水平的攪動；液態(tài)熔渣的平均速度隨直徑呈現(xiàn)波動變化；隨著噴嘴氣體流量的增大,熔渣平均速度獲得了顯著的增... 

【文章來源】：中南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

煙化爐生產(chǎn)工藝流程圖丨6】煙化過程為周期性過程，大致可分為進(jìn)料、升溫、還原焰煉、放澄四個階段，

度的PS轉(zhuǎn)爐與水模型相比，液體中氣相的分布更為狹長，而且氣相在溶體相中的分布比例要少，其水模型結(jié)果和工業(yè)尺度模擬結(jié)果如圖1-7、1-8所示。HudaN等[35l采用歐拉多相流模型研究了氣體從風(fēng)口噴入煙化爐澄后的流體流動行為和溶漁池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)狀況。研究表明，煤粉燃燒過程是影響穿透深度的主導(dǎo)因素，在渣池內(nèi)部可以分為噴嘴氣流區(qū)域、旋流區(qū)域以及準(zhǔn)靜態(tài)區(qū)域三個流動形態(tài)各異的區(qū)域�；挫o態(tài)區(qū)位于渣池底部和噴嘴附近靠近壁面的區(qū)域，流動速度很微弱；旋流區(qū)位于噴嘴前方上部區(qū)域，有旋禍存在；噴嘴氣流區(qū)域微氣相核心區(qū)，流體流速較大。wkm圖1-7水模型實(shí)驗(yàn)和水模型模擬結(jié)果的氣相分布丨34〗10

1-8工業(yè)尺度的P-S轉(zhuǎn)爐模擬結(jié)果的氣相分布I34]規(guī)律數(shù)值模擬研究噴吹高溫溶體冶金過程的進(jìn)行非常重要，為此大量的多種爐型展幵了廣泛的研究。研究方面，當(dāng)前數(shù)值模擬工作主要集中在探究噴嘴煉爐的攪拌能力、混勻時間、兩相流動的影響。究了兩種不同噴嘴高度的側(cè)吹模式下煉池內(nèi)氣液區(qū)的存在。結(jié)果表明側(cè)吹熔池能夠有效地吸收氣熔池內(nèi)形成有助于溶體和氣體混合的旋流；噴嘴攪拌能力比噴嘴高度較高時更強(qiáng)。王楠等[37]對溶了數(shù)值模擬，考察了噴嘴插入深度以及噴嘴傾角對氣二次燃燒的影響。研究發(fā)現(xiàn)，溶池內(nèi)的攪拌區(qū)不斷增大，而混勻時間則在不斷減小；熔池的混勻加而不斷增加。雷鳴等[38]采用VOF多相流模型對

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]富氧底吹熔煉爐內(nèi)氣液兩相流動的數(shù)值模擬[J]. 張振揚(yáng),陳卓,閆紅杰,劉方侃,劉柳,崔志祥,申殿邦.  中國有色金屬學(xué)報. 2012(06)
[3]群體平衡模型對復(fù)雜氣液泡狀流數(shù)值模擬[J]. 段欣悅,張孜博,厲彥忠,屠基元.  化工學(xué)報. 2011(04)
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[5]側(cè)頂復(fù)吹條件下AOD轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)流體流動的數(shù)學(xué)模擬:模型對純頂吹過程的應(yīng)用及結(jié)果[J]. 魏季和,賀元,史國敏.  過程工程學(xué)報. 2010(05)
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[10]鉛煙化爐的改進(jìn)實(shí)踐[J]. 張榮,廖凱,翦愛民.  中國有色冶金. 2009(03)

碩士論文
[1]鼓風(fēng)爐煉鉛爐渣煙化揮發(fā)鋅的研究[D]. 伍賀東.昆明理工大學(xué) 2008
[2]三杯式風(fēng)速計特性分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周志華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]煙化法處理鼓風(fēng)爐煉鉛爐渣試驗(yàn)研究[D]. 王振東.昆明理工大學(xué) 2006
[4]基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的煙化爐冶煉終點(diǎn)判斷研究[D]. 師帥.昆明理工大學(xué) 2005



本文編號：3132893