摘要：液態(tài)高鉛渣還原爐是直接煉鉛過程中還原工序的主要設(shè)備,其運行過程受爐內(nèi)高溫熔體與混合氣體、煤粉顆粒間的多相流動過程的影響較為明顯。深入了解還原爐關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)、操作參數(shù)對爐內(nèi)多相流流動過程的影響規(guī)律,對強化冶金還原反應強度,提高能源利用效率,促進液態(tài)高鉛渣的直接還原技術(shù)進步具有重要的理論與實踐意義。 本文通過對高鉛渣還原過程及爐體設(shè)備的詳細研究,綜合利用工程熱力學、傳熱學及計算流體力學等理論,構(gòu)建了液態(tài)高鉛渣還原過程的多相流物理模型和數(shù)學模型,對液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)多相流動過程進行非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計算,比較了無量綱直徑(氣泡直徑／噴槍直徑)和噴槍根部氣泡頻率的數(shù)值模擬結(jié)果與水模型實驗結(jié)果,兩結(jié)果吻合較好,驗證了模型的可靠性。 基于數(shù)值模擬的方法,研究了還原爐內(nèi)氣—液兩相流過程中各物理場的分布及氣—液—固三相中煤粉顆粒在熔池中的分布,結(jié)果表明：爐內(nèi)壓力整體呈層狀分布；氣相主要集中在噴槍區(qū)域附近的熔體中,熔池氣含率為1.2%,熔體平均流速為0.05m/s；熔池攪動過程中伴隨有噴濺現(xiàn)象,掛渣區(qū)域集中在噴槍上方的爐頂壁面；噴入的煤粉顆粒主要分布在熔池的中上部及煙氣區(qū)域。 采用單因素方法,確定了還原爐噴...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 鉛工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.1 鉛的生產(chǎn)與消費
        1.1.2 鉛冶煉技術(shù)現(xiàn)狀
    1.2 高鉛渣還原技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 高鉛渣還原機理
        1.2.2 高鉛渣還原工藝的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 高溫多相流的數(shù)值模擬研究
    1.4 本文的主要內(nèi)容及研究意義
2 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)多相流動數(shù)學模型及模型驗證
    2.1 基本假設(shè)
    2.2 物理模型
        2.2.1 計算區(qū)域的確定
        2.2.2 計算區(qū)域的離散化
        2.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗
    2.3 數(shù)學模型
        2.2.1 多相流模型
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 離散相模型
    2.4 數(shù)學模型的驗證
        2.4.1 水模型實驗
        2.4.2 驗證試驗的結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
3 液態(tài)高鉛渣還原爐基準工況的模擬與分析
    3.1 基準工況的模擬條件
        3.1.1 假設(shè)與簡化
        3.1.2 計算邊界條件
        3.1.3 物性參數(shù)
    3.2 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)氣液兩相流動數(shù)值模擬與分析
        3.2.1 噴槍簡化對比
        3.2.2 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)速度分布
        3.2.3 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)壓力分布
        3.2.4 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)濃度分布
        3.2.5 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)的噴濺現(xiàn)象
    3.3 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)氣液固三相流動數(shù)值模擬與分析
    3.4 本章小結(jié)
4 液態(tài)高鉛渣還原爐關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、操作參數(shù)影響分析
    4.1 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)因素的選取
        4.1.1 單因素選取
        4.1.2 單因素影響分析模型
        4.1.3 評價指標
    4.2 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)熔池深度影響分析
    4.3 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)噴槍傾角影響分析
    4.4 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)噴槍直徑影響分析
    4.5 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)噴槍間距影響分析
    4.6 本章小結(jié)
5 液態(tài)高鉛渣還原爐內(nèi)多因素多目標優(yōu)化
    5.1 液態(tài)高鉛渣還原爐正交試驗方案
        5.1.1 因素水平表
        5.1.2 確定試驗方案
    5.2 液態(tài)高鉛渣還原爐正交試驗結(jié)果
    5.3 液態(tài)高鉛渣還原爐正交試驗分析
        5.3.1 矩陣分析
        5.3.2 各因素水平對評價指標的影響
    5.4 優(yōu)化工況與原始工況對比分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論及建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要的研究成果
致謝



本文編號：3831414