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《东北大学》 2011年
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烧结余热竖罐式回收过程传热数值计算

力杰  
【摘要】:随着钢铁工业生产流程的逐步优化和工序能耗的不断下降,回收利用各生产工序的余热余能成为钢铁企业节能减排最有效的途径之一。烧结矿的冷却大多是通过环冷机冷却,然而目前冷却机的结构参数和操作参数的设计仅仅基于对烧结矿冷却的单体作用,已经很难适应烧结矿显热的高效回收与利用,冷却机在显热回收方面存在着一定程度的“先天不足”:冷却系统漏风、冷却台车表面散热、同时目前烧结余热回收仅限于冷却机的高温段。基于此,提出了竖罐式回收方法,其既能克服以往冷却机漏风造成的冷却与回收热资源效率降低的问题,又能克服以往的冷却机只能回收部分热源的问题,对烧结矿显热几乎全部回收利用。在此基础之上,基于多孔介质模型,采用多物理场耦合软件Comsol,模拟了竖罐内的稳态传热过程,并辅以热力学分析,研究了烧结余热竖罐式气固传热的基本规律及其影响因素,以此来探讨应用于实际生产的竖罐的关键结构参数和操作参数。 研究结果表明: (1)料层高度是影响空气出口温度的因素之一。1)生产能力不变,且烧结矿冷却到同一效果时,在一定范围内,随着料层高度的增加,循环空气的出口温度逐渐升高,气料比不断下降,同时,竖罐出口循环空气所携带的(?)值呈现出先增大后减小的趋势。2)在生产能力固定不变,且冷却风量不变(气料比不变),在一定范围内,随着料层高度的增加,烧结矿出口温度逐渐降低,同时出口气体平均温度逐渐上升。空气出口携带(?)值呈现先增加后来趋于平稳。因而,料层高度是有一定的范围的。对国内某360m2烧结机而言,配套双罐体,单罐生产能力232t/h,建议料层高度为6m;配套单罐体,单罐生产能力464t/h,建议料层高度为7m。 (2)气料比是影响空气出口温度的另一个主要因素之一。在一定范围内,生产能力及料层高度不变,随着气料比的增加,烧结矿的出口温度和循环空气的平均出口温度渐降低,热空气携带的(?)值先增加后减小。 (3)针对国内某360m2烧结机,配套单罐体,单罐生产能力为464t/h,料层高度7m时比较合适,此时的气料比应该在1526m3/t之间。配套双罐体,单罐生能力为232t/h,料层高度6m时比较合适,此时的气料比应该在1409m3/t之间。
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