焙燒豎爐,是課題組借鑒鋼鐵球團(tuán)豎爐提出并在朝陽(yáng)得以建造的一種釩鈦磁鐵礦直接提釩焙燒設(shè)備,是遼西釩鈦磁鐵礦直接提釩工藝流程中的核心設(shè)備,其決定著焙燒效果,進(jìn)而影響著后續(xù)的浸出、凈化富集和沉淀等單元操作。其內(nèi)焙燒實(shí)質(zhì)是釩鈦磁鐵礦球團(tuán)受燃燒產(chǎn)物加熱而后被冷卻空氣冷卻的氣固傳熱過(guò)程,因此,提升豎爐焙燒效果的關(guān)鍵是改善爐內(nèi)料層氣固傳熱效果。焙燒豎爐本質(zhì)是氣固顆粒移動(dòng)床,爐內(nèi)氣固傳熱可視為穩(wěn)態(tài)傳熱,數(shù)值計(jì)算是主要研究手段。目前,有關(guān)移動(dòng)床氣固傳熱數(shù)值計(jì)算,多集中于冶金和化工領(lǐng)域中,其主要特點(diǎn):大部分基于局部熱力學(xué)平衡模型,僅有的基于非平衡模型均將穩(wěn)態(tài)問(wèn)題近似為非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題;阻力特性系數(shù)基于經(jīng)典Ergun公式,缺乏針對(duì)性。焙燒豎爐,其最大難點(diǎn)在于“多進(jìn)口、多出口”,傳熱過(guò)程復(fù)雜�；诖�,本文基于FLUENT軟件,采用局域熱力學(xué)非平衡模型,推導(dǎo)基于穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的雙能量方程;開(kāi)展球團(tuán)阻力特性研究,并以UDF形式編譯于FLUENT軟件中,藉此開(kāi)展豎爐內(nèi)氣固傳熱過(guò)程數(shù)值計(jì)算,進(jìn)而解決遼西中試爐現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的部分熱工問(wèn)題,為后續(xù)的中試爐技術(shù)改造奠定基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明:（1）爐內(nèi)氣流流動(dòng)狀態(tài)臨界雷諾數(shù)約為2100;湍流流... 

【文章來(lái)源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１．１釩鈦磁鐵礦短流程直接提釩工藝流程??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｉｒｅｃｔ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｍａｇｎｅｔｉｔｅ??

釩鈦有限公司聯(lián)合提出了?一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的釩鈦磁鐵礦氧化焙燒豎式爐窯［３＜，該??新型豎爐不僅滿足生產(chǎn)要求、爐內(nèi)溫度和氣氛易于控制，同時(shí)節(jié)能顯著。目前該豎式爐??窯己在朝陽(yáng)地區(qū)建成并投產(chǎn)試運(yùn)營(yíng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖１．２所示。??、—ｔ—４Ｔ???－—＾?Ｉ－?????Ｔｆ?ｇ?Ｔ??Ｉ丨２??丨?Ｌ??■？■?ｆ?ｉ?＾?分??ｔｙ?產(chǎn)?｜?ｋ�。剑辏�??段?Ｉ?２??ｍＳ??Ｉ??圖１．２焙燒豎爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｈａｆｔ?ｆｕｒｎａｃｅ??該新型豎爐包括由爐墻組成的爐膛，位于爐膛下端的旋轉(zhuǎn)卸料裝置，設(shè)于爐膛上部??的釩鈦礦進(jìn)口和設(shè)于爐膛內(nèi)中部的導(dǎo)風(fēng)墻。爐墻下部設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)噴口，中部外墻兩側(cè)設(shè)??有燃燒室。其工作過(guò)程為：造球后的球團(tuán)經(jīng)加料裝置從豎爐上部加料口送入，由豎爐上??部設(shè)立的爐頂格柵預(yù)熱，而后經(jīng)過(guò)預(yù)熱的球團(tuán)下行被高溫燃燒產(chǎn)物加熱，經(jīng)過(guò)焙燒的球??團(tuán)繼續(xù)下行，逐步完成金屬晶體成長(zhǎng)過(guò)程，再由來(lái)自爐底的低溫空氣冷卻，最終經(jīng)排料??口排出，完成整個(gè)球團(tuán)焙燒過(guò)程；煤氣由燃燒室進(jìn)口供入，在混入空氣后點(diǎn)燃，燃燒生??產(chǎn)高溫燃燒產(chǎn)物并由燃燒室出口供入豎爐加熱段以加熱豎爐中的球團(tuán)；由爐底供入的冷??空風(fēng)不僅完成對(duì)球團(tuán)礦的冷卻，同時(shí)回收球團(tuán)熱量，其后一分為二，一部分上行進(jìn)入保??溫段和加熱段補(bǔ)充球團(tuán)加熱氣氛；另一部分進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)墻直接上行

與大部分管道內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)的研究一樣，多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)也存在流區(qū)的??劃分。國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，流體流動(dòng)狀態(tài)可大致分為以下區(qū)域［＃５２］：前達(dá)西流區(qū)、達(dá)??西流區(qū)、過(guò)渡區(qū)、Ｆｏｒｃｈｈｅｉｍｅｒ區(qū)、過(guò)渡區(qū)、揣流區(qū)，各個(gè)流區(qū)分布如圖２．１所示。??－１５－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型釩氧化鈉化焙燒豎爐的研究[J]. 董輝,馮軍勝,李鵬,蔡九菊,張井凡,陳廣平.  工業(yè)爐. 2012(06)
[2]球團(tuán)豎爐內(nèi)氣體流動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 董輝,蔡九菊,王國(guó)勝,楊俊.  東北大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(05)
[3]球團(tuán)豎爐結(jié)構(gòu)影響爐內(nèi)氣流分布的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 董輝,蔡九菊,王國(guó)勝,傅巍.  東北大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[4]球團(tuán)豎爐內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 董輝,蔡九菊,王國(guó)勝,田紅.  東北大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)

碩士論文
[1]燒結(jié)礦余熱回收豎罐內(nèi)氣固傳熱模型研究[D]. 馮軍勝.東北大學(xué) 2014
[2]環(huán)冷機(jī)冷卻過(guò)程數(shù)值仿真與優(yōu)化[D]. 謝東江.中南大學(xué) 2010



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