【摘要】：目前我國環(huán)境日益惡化,霧霾愈加嚴重,而含有大量粉塵的轉(zhuǎn)爐煙氣是污染來源之一。針對此問題,國家將鋼廠粉塵排放量標準更新為小于50mg/Nm3,為達到指標轉(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,因此將對蒸發(fā)冷卻器中的霧化系統(tǒng)做深入研究。針對轉(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)用計算流體力學(xué),通過FLUENT模塊主要運用VOF模型在不同壓力工況下對霧化介質(zhì)為水蒸氣和氮氣時外混式噴嘴的氣液流動狀態(tài)進行數(shù)值模擬,通過模型x=0截面的速度云圖及矢量圖觀測計算模擬結(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)量的判斷標準,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;氮氣霧化介質(zhì)條件下的平均θ為68.13°,dMMD為24.48μm,dSMD為49.89μm。通過對三個判斷標準和霧化質(zhì)量的相關(guān)性進行分析,在僅考慮霧化質(zhì)量的情況下,建議霧化介質(zhì)采用氮氣。當在霧化介質(zhì)選擇氮氣,氣相壓力為0.8MPa,液相壓力為0.4MPa條件下,改變噴射角度進行對比分析,得出在噴射角度為100±2°時霧化效果達到最佳。針對蒸發(fā)冷卻器內(nèi)部結(jié)垢問題,采用離散相模型對霧化系統(tǒng)進行仿真模擬,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)噴嘴個數(shù)設(shè)為10個,此時對煙氣的一次除塵效果達到最佳。對蒸發(fā)冷卻器噴嘴的霧化介質(zhì)、結(jié)構(gòu)與布置進行優(yōu)化和并對其霧化過程進行仿真,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)果具有較強的實用價值,并為蒸發(fā)冷卻器的霧化系統(tǒng)進一步研究提供堅實的理論基礎(chǔ)。
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圖片說明： 轉(zhuǎn)爐煙氣一次除塵技術(shù)的發(fā)展世紀 60 年代之前，轉(zhuǎn)爐煙氣基本都用所謂完全燃燒法來處理入與轉(zhuǎn)爐煙氣進行燃燒，，為了防止爆炸，空氣系數(shù)高達 2 以年，法國 CAFL 公司和法國鋼鐵研究院一起創(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爐氣燃熱和化學(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，之后進入定徑溢流文氏管降溫粗粗脫水；再進入二級調(diào)徑文氏管進一步粗除塵，與在 90°，最后經(jīng)絲網(wǎng)脫水器精脫水后被風(fēng)機抽引至三通閥，回收或統(tǒng)簡單、安全可靠等特點，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。細液滴被全部蒸發(fā)成為干蒸汽，煙氣則一直污水進行處理[25]。系統(tǒng)的主要特點中，不同系統(tǒng)管制不同的作用。蒸發(fā)冷卻有設(shè)備簡單且易維護、投資及運行費用少等特點。轉(zhuǎn)爐對蒸發(fā)冷卻器的要求是：
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X757

【參考文獻】

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1 陳均;;干法除塵工藝在200t半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用[J];鋼鐵;2016年07期

2 孫權(quán);;高溫除塵系統(tǒng)應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2015年12期

3 劉瑛;方宏輝;盧麗君;康凌晨;;轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];化學(xué)工程與裝備;2015年06期

4 楊瑩莉;;轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化回收技術(shù)研究進展及挑戰(zhàn)[J];科技視界;2015年05期

5 陳曦;葛少成;張忠溫;荊德吉;;基于Fluent多噴嘴噴霧干涉數(shù)值模擬分析[J];環(huán)境工程學(xué)報;2014年06期

6 楊東武;;蒸發(fā)冷卻技術(shù)在煉鋼LT干法除塵系統(tǒng)上的應(yīng)用[J];冶金動力;2013年10期

7 張福明;張德國;張凌義;韓渝京;程樹森;閆占輝;;大型轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)研究與應(yīng)用[J];鋼鐵;2013年02期

8 熊桂龍;楊林軍;郭惠;彭飛;趙汶;;水汽相變耦合撞擊流作用下細顆粒物的脫除特性[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

9 王宇鵬;王純;俞非漉;;轉(zhuǎn)爐煙氣濕法除塵技術(shù)發(fā)展及改進[J];環(huán)境工程;2011年05期

10 富志生;;轉(zhuǎn)爐工藝參數(shù)變化與除塵效率分析[J];中國冶金;2011年09期

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1 趙羚杰;中國鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放清單及減排成本研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 魏南;氣液兩相流噴嘴的射流霧化機理的研究[D];山東建筑大學(xué);2014年

3 汪新智;雙通道氣流式霧化噴嘴模擬計算與優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 胡文發(fā);轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2012年

5 陳莉君;離心式短程蒸餾的流體力學(xué)及傳遞過程研究[D];天津大學(xué);2012年

6 王聃;轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵噴淋系統(tǒng)實驗研究[D];華中科技大學(xué);2011年

7 陳曉利;脫硫塔內(nèi)霧化蒸發(fā)及反應(yīng)特性數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號：2514097