【摘要】：目前我國(guó)環(huán)境日益惡化,霧霾愈加嚴(yán)重,而含有大量粉塵的轉(zhuǎn)爐煙氣是污染來(lái)源之一。針對(duì)此問題,國(guó)家將鋼廠粉塵排放量標(biāo)準(zhǔn)更新為小于50mg/Nm3,為達(dá)到指標(biāo)轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)亟待改善。在轉(zhuǎn)爐煙氣除塵系統(tǒng)中,霧化裝置作為蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中的核心部件對(duì)一次除塵效果起到重要作用,并影響煙氣在靜電除塵器中的精除塵,因此將對(duì)蒸發(fā)冷卻器中的霧化系統(tǒng)做深入研究。針對(duì)轉(zhuǎn)爐蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)內(nèi)氣液外混式噴嘴霧化介質(zhì)的選擇,應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué),通過(guò)FLUENT模塊主要運(yùn)用VOF模型在不同壓力工況下對(duì)霧化介質(zhì)為水蒸氣和氮?dú)鈺r(shí)外混式噴嘴的氣液流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬,通過(guò)模型x=0截面的速度云圖及矢量圖觀測(cè)計(jì)算模擬結(jié)果,并以條件霧化角θ、質(zhì)量平均直徑dMMD和索太爾平均直徑dSMD為霧化質(zhì)量的判斷標(biāo)準(zhǔn),得出水蒸氣霧化介質(zhì)下的平均θ為74.43°,dMMD為32.14μm,dSMD為80.21μm;氮?dú)忪F化介質(zhì)條件下的平均θ為68.13°,dMMD為24.48μm,dSMD為49.89μm。通過(guò)對(duì)三個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)和霧化質(zhì)量的相關(guān)性進(jìn)行分析,在僅考慮霧化質(zhì)量的情況下,建議霧化介質(zhì)采用氮?dú)�。�?dāng)在霧化介質(zhì)選擇氮?dú)?氣相壓力為0.8MPa,液相壓力為0.4MPa條件下,改變噴射角度進(jìn)行對(duì)比分析,得出在噴射角度為100±2°時(shí)霧化效果達(dá)到最佳。針對(duì)蒸發(fā)冷卻器內(nèi)部結(jié)垢問題,采用離散相模型對(duì)霧化系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬,最終建議在霧化錐角最優(yōu)的情況下將蒸發(fā)冷卻器內(nèi)噴嘴個(gè)數(shù)設(shè)為10個(gè),此時(shí)對(duì)煙氣的一次除塵效果達(dá)到最佳。對(duì)蒸發(fā)冷卻器噴嘴的霧化介質(zhì)、結(jié)構(gòu)與布置進(jìn)行優(yōu)化和并對(duì)其霧化過(guò)程進(jìn)行仿真,使蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的霧化效果在理論上能夠有效提高。結(jié)果具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,并為蒸發(fā)冷卻器的霧化系統(tǒng)進(jìn)一步研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
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圖片說(shuō)明： 轉(zhuǎn)爐煙氣一次除塵技術(shù)的發(fā)展世紀(jì) 60 年代之前，轉(zhuǎn)爐煙氣基本都用所謂完全燃燒法來(lái)處理入與轉(zhuǎn)爐煙氣進(jìn)行燃燒，，為了防止爆炸，空氣系數(shù)高達(dá) 2 以年，法國(guó) CAFL 公司和法國(guó)鋼鐵研究院一起創(chuàng)造了一種“未即 OG 法），目的是控制爐口處的空氣吸入量以防止?fàn)t氣燃熱和化學(xué)熱得到充分利用。1962 年在此基礎(chǔ)上日本發(fā)明了“兩文三脫”的工藝模式[8]，如圖 1。其工藝流程為：轉(zhuǎn)爐經(jīng)汽化冷卻煙道初步冷卻，之后進(jìn)入定徑溢流文氏管降溫粗粗脫水；再進(jìn)入二級(jí)調(diào)徑文氏管進(jìn)一步粗除塵，與在 90°，最后經(jīng)絲網(wǎng)脫水器精脫水后被風(fēng)機(jī)抽引至三通閥，回收或統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全可靠等特點(diǎn)，但存在易堵塞、水電消耗大、阻小及需處理污水等問題。
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圖片說(shuō)明： 圖 3 蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)Fig.3 Evaporative cooling system口轉(zhuǎn)爐煙氣溫差與焓差決定液滴的蒸發(fā)速所噴射霧化水滴粒徑大小決定，根據(jù)蒸發(fā)尺寸。其單位噴出水量中所存在的汽化潛水換熱量的 20 倍，大大降低用水量。細(xì)液滴被全部蒸發(fā)成為干蒸汽，煙氣則一直污水進(jìn)行處理[25]。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)中，不同系統(tǒng)管制不同的作用。蒸發(fā)冷卻有設(shè)備簡(jiǎn)單且易維護(hù)、投資及運(yùn)行費(fèi)用少等特點(diǎn)。轉(zhuǎn)爐對(duì)蒸發(fā)冷卻器的要求是：
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X757

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2514097