超细高磷赤铁矿粉流态化特性的试验研究

基于流态化理论设计出了符合本试验研究要求的流化床反应器,并用其对不同粒度的高磷赤铁矿粉,尤其是平均粒径为2μm左右超细粉的流态化流动规律进行了一些冷态的基础试验研究,给后续高磷铁矿石的脱磷研究和试验提供了一定的参考。试验中实现了各常规粒度级矿粉颗粒的流态化过程,且临界流化速度试验测量值与理论计算值相差不大。其中,0.074 mm以下细矿、平均粒度为2μm超细矿粉颗粒的流化过程为:在低气速时,矿粉颗粒床层首先出现沟流;气速增加,沟流加剧,有时形成节涌;气速达到一个远超过理论初始流化速度的临界值(崩裂速度)时,床层突然分裂成许多小的聚团体,这些小的聚团体和细小颗粒呈现出较为均匀的流化状态。     

红土矿流态化特性的实验研究

以红土矿为原料,氮气为流化介质,在实验室研究流化床分布板开孔率、床层高度、物料粒径、流化床床径和物料含水率对物料的最小流化速度和流化质量的影响。从而得到了物料在不同粒径范围的最小流化速度和流化质量较好的物料的粒径范围等红土矿流态化特性,为以后做红土矿热态还原做好准备。     

钛精矿流态化工艺条件选择试验

在不同的钛精矿粒径、流化床内料层高度和分布板开孔率下进行对比试验,探讨最小流化速度和流化质量的影响因子。结果表明,分布板开孔率和料层高度对最小流化速度影响不明显,最小流化速度随着粒径的增大而增大。在试验所选取的开孔率、料层高度、粒径大小下,均能达到较好的流化质量。     

流化床反应器制备太阳能级颗粒多晶硅技术研究

采用流化床反应技术,以H2还原SiHCl3的方法制备太阳能级多晶硅。在直径50 mm的流化床反应器中,加入多晶硅颗粒作为初始晶种,通入SiHCl3和H2气体使颗粒处于流态化状态;高温下,反应生成的多晶硅在晶种表面沉积令颗粒逐渐长大而获得颗粒多晶硅。实验考察了流化床反应状态下的硅还原率和硅沉积速率及其影响因素,分别在950～1100℃,H2/SiHCl3摩尔配比为15,20,30及晶种粒径为350,550μm的条件范围内进行实验。当加入晶种粒径为550μm时,在1100℃条件下,H2/SiHCl3摩尔配比从15%增加到30%,硅还原率从14.2%提高到21.6%;当H2/SiHCl3摩尔配比为20时,温度从950℃提高到1100℃,硅还原率从14.9%提高到19.4%。在1100℃,H2/Si-HCl3摩尔配比为30的条件下,当加入晶种粒径为350μm时,测得硅还原率为25.7%,硅沉积速率为21.3 g.h-1;而晶种粒径为550μm时,硅还原率为22.9%,硅沉积速率为18.0 g.h-1。实验结果表明:提高H2/SiHCl3摩尔配比、提高温度和减少晶种粒径均可显著提高硅还原率和沉积速率,适宜的工艺条件为1050～1100℃,H2/SiHCl3(摩尔比)20～30;晶种颗粒粒径和流化床气流速度是流化床反应过程主要的动力学因素。在西门子法中应用流化床技术将能显著提高硅的还原率和沉积速率,是制备太阳能级多晶硅的可行技术。     

机械法制备超细硅粉的研究

研究利用搅拌磨进行了超细硅粉的制备研究。对搅拌磨工艺参数对粉磨效果的影响规律进行了研究,了解了各工艺参数对粉磨效果的影响,确定适宜的生产操作参数,确定搅拌磨生产超细硅粉的工艺流程。并对助磨剂在粉磨过程中的作用作了初步探讨。     

新型侧搅拌流态化炼铁流化质量的优化

为解决传统流态化炼铁过程中气-固分布不均匀导致的节涌、沟流和黏结失流问题,建立了侧搅拌流化床热态实验平台.采用单因素实验方法研究了还原气组成、搅拌器转速、还原温度对铁矿粉还原过程的影响.考察了流化床内床层压降和烟气成分随时间的变化,分析了还原产物的相关物相组成和微观形貌.结果表明：随着CO体积分数的增加,铁的还原度不断提高;侧搅拌流化床的气-固流化质量优于无搅拌流化床的气-固流化质量,搅拌器转速为160 r/min时气-固流化质量最佳;最佳还原温度为850℃.     

粘附性颗粒添加组份流态化实验

以不同粒径的ＳｉＣ为原料，考察了表观气速和添加颗粒对其流化性能的影响，实验表明，平均粒径大于１０μ的ＳｉＣ物料，可通过增大表观气速度使其流化，而小于５μｍ的ＳｉＣ５和ＳｉＣ２物料，不能使用增大表现气速的方法使其流化，添加颗粒能使ＳｉＣ很好流化，利用流态化聚团准数Ａｅｆ，可计算颗粒的最佳添加量ｘｍ。     

横向旋转磁场作用下的液固流态化

利用横向旋转磁场发生器研究了铁颗粒以及铁－不锈钢混合颗粒的流态化特征。在一定条件下，实现了铁颗粒成链自旋。研究表明，旋转频率、磁场强度和添加铁颗粒的比例是影响流化质量的主要因素。实验表明，横向旋转磁场的旋转频率和磁场强度对铁颗粒及铁－不锈钢混合颗粒的最小流化速度影响很小。     

钙法钒渣熟料流态化浸出工艺研究

利用散式直管流化床进行了钙法钒渣熟料流态化浸出工艺研究,测定了熟料颗粒的粒度分布并分成7个粒级开展试验,首先计算出不同粒级下的临界速率及带出速率,考察了钒渣粒度对表观流化速率、停留时间分布以及钒浸出率的影响。结果表明,不同粒级的临界流化速率和停留时间差异较大,且存在显著的短路或者沟流现象,需分级处理,其中-39μm颗粒的浸出效果最好,尾渣残钒为0.54%,钒浸出率可达94%。     

油雾喷射碰壁过程中油膜形成的数值模拟分析

利用FLUENT仿真软件对油雾喷射碰壁过程中油膜的形成进行数值模拟;模拟条件如下:喷射速度υ分别为30,80,100和120m/s;油雾颗粒粒径d分别为3,5,7和10μm;喷雾距离D为50和65mm.在上述条件下得到油膜厚度等高图,从而得出喷射速度、油雾颗粒粒径、喷雾距离对油膜厚度和油膜比率的影响.模拟结果表明:喷雾距离增加时油膜厚度和油膜比率都减少;在喷雾距离为50mm时,速度为80 m/s的油膜厚度和油膜比率比较理想;同样条件下,油雾颗粒粒径在5μm左右时,油膜厚度和油膜比率较大.