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高炉渣干法离心粒化理论与实验研究

杨志远  
【摘要】:高炉渣是炼铁生产过程的主要副产品,每生产1吨生铁要副产0.3~0.6吨左右的高炉渣,现有的水冲渣工艺存在严重的环境污染和能源浪费问题,每年造成1千万吨标准煤左右的热量浪费和40万吨的硫化氢、二氧化硫等有害气体排放。研究高炉渣干法处理工艺,进行高炉渣余热高效回收利用,是当前研究的热点。 本文进行了高炉渣离心粒化理论与实验研究。通过建立高炉熔渣干法离心粒化数学模型和高炉渣颗粒凝固热力学模型,研究离心粒化器结构、粒化器转速、熔渣温度、熔渣流速、换热介质流速和初始温度等关键参数对高炉渣粒化颗粒粒径的影响,掌握高炉渣的离心破碎理论和颗粒凝固热力学机理;利用FLUENT软件对高炉渣粒化过程和凝固过程进行数值模拟,研究风速、粒化颗粒直径和初始空气温度等参数对颗粒凝固速率的影响,从模拟的结果以及对模拟结果的分析可得,高炉渣粒化颗粒的直径及风速是影响颗粒降温过程的两个主要因素;建立高炉渣干法粒化实验台,进行800r/min、1300r/min、1800r/min、2300r/min转速下的高炉渣离心粒化实验研究,对高炉渣干法离心粒化理论研究和颗粒凝固过程的数值模拟结果进行实验验证。 高炉渣干法离心粒化是个复杂的液固两相转换过程,高炉熔渣粒化和颗粒固化机理是本文研究的关键环节,掌握其规律对高炉渣干法处理工艺流程设计和余热回收利用具有重大的指导意义。


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