烧结烟气循环罩漏风数值模拟

烟气循环技术是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式,可以显著提高烧结余热利用率,降低污染物排放。本文利用CFD软件对某钢厂烟气循环系统的烟气罩进行了模拟,研究了导流板角度对料面压力、烟气循环罩的漏风率和烟气流动速度的影响。结果表明：漏风口流速过大,导致进入烧结料面风量降低,烟气在烧结料面氧含量相对较低,通过在远离进气口的漏风口处增加导流板,烧结料面的烟气流速增加,烟气分布更加均匀,即使导流板角度改变,料面风压基本不变;漏风率由10.071%降至3.932%;烟气流速与导流板角度成反比例关系,当导流板与烧结料面角度为31.37°时,烟气流速最高,为1.324 5 m/s,漏风率最低,仅3.932%。通过改变导流板与烧结料面的角度,增加了烟气流速和进入烧结料面的氧气含量,使烧结燃料地更加充分。     

烧结烟气循环系统仿真模拟研究

烟气循环烧结技术不仅有助于大幅减少烧结烟气外排量,降低烟气净化系统负荷,还可回收部分烟气中的显热和潜热,从而实现节能减排。但烟气混合效果、管道磨损、气流介质在料面的分布状态等对烟气循环系统运行的稳定性至关重要。为此,借助FLUENT模拟软件,对循环系统的烟气混合器、分配器及循环罩三大核心部件进行建模和流场仿真,并根据仿真研究结果提出了一系列结构优化措施,为烧结烟气循环技术的工业化应用提供了理论保障。     

烧结热风循环罩数值模拟与结构优化

为解决热风分布不均与罩内回流的问题,以首钢京唐500 m2烧结机热风循环系统的热风循环罩为研究对象,应用计算流体力学方法对其进行分析和优化.对热风循环罩原结构的流场数值模拟结果表明,热风从水平方向进入罩内后集中在来流方向远端一侧,来流方向近端一侧出现低速回流区,罩内热风分布严重不均,进入料面热风的最大速度达到了6.36...     

烟气循环烧结热风罩内气流数值模拟及优化

烟气循环技术是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式,对提高烧结余热利用率、降低污染物排放和烧结能耗具有显著效果。但循环烟气在烟气罩内流动状态、烟气罩漏风状况等对烟气循环的效果及稳定性至关重要。为此,对某钢厂循环烟气罩内烟气流动状态及漏风状况进行模拟,结果表明:现有烟气罩人孔打开时虽然在一定程度上削弱了烟气进入形成漩涡的强度,但并未改善烟气旋转流动,导致料面上烟气流速不均;通过优化烟气罩内导流板结构和数量,削弱了烟气罩内烟气旋转流动,明显改善了循环烟气的流动,使烟气分布更均匀;同时烟气罩漏风状况大大改善,优化后使A侧漏风口由漏风1.2 m3?s?1变为吸风2.4 m3?s?1,有利于烧结生产的顺行。      

燃气喷吹耦合热风循环烧结的热风罩内数值模拟与结构优化

热风烧结耦合燃气喷吹技术是在热风罩内同时进行热风循环烧结和燃气喷吹的一种新型强化烧结技术，该技术能提高烧结矿产质量、降低烧结固体燃料消耗和污染物排放量。当流场均匀性较低时，喷出的燃气易富集、着火和逃逸，严重影响运行安全。为此，本文利用Fluent软件对某烧结厂500 m²烧结机热风罩内流场进行仿真模拟，结果表明：热风进入罩内后偏向于一侧料面，并在进气口下方产生回流死区使得外界空气进入罩内阻碍喷出的燃气进入料面，导致喷吹管附近燃气富集；通过优化罩内结构，使得进入料面的最大风速由6.42 m/s降低至2.72 m/s,料面风速方差由2.70降低至0.25,喷嘴出口区域和料面的最大燃气质量分数分别由1.82%和0.98%降低至1.30%和0.53%,相比原结构分别降低了57.63%、90.74%、28.57%和45.92%;优化后侧部漏风平均风速由1.17 m/s降低至0.22 m/s,相比原结构降低了81.2%,保证了燃气喷吹耦合热风循环烧结系统的安全高效稳定运行。     

烧结烟气SCR脱硝反应器流场模拟与设计优化

选择性催化还原法（SCR）被认为是最适宜用作脱除烧结烟气氮氧化物的方法,而反应器内烟气速度分布的均匀性是决定系统脱硝效率及氨逃逸率的重要因素。为了研究导流板、整流器等内构件对反应器内流场的影响,采用数值模拟的方法对流场进行计算,得到并对比了空塔及设置不同内构件时反应器内速度云图。结果表明,在烟道弯头加入导流弧形板与直板组合以及在反应器本体加入整流器,可以有效改善流场均布性,对脱硝反应产生积极影响。     

复合气体介质烧结的节能减排技术开发与应用

 烧结烟气排放量大、污染物种类多,是钢铁工业节能减排的重点工序。阐述了气体介质变化对烧结的影响规律,介绍了多种基于复合气体介质烧结的减排新工艺和新技术。针对烧结烟气和热废气循环利用,开发了区域选择性烟气循环工艺,在不影响烧结指标前提下实现烟气减量和污染物减排;开发了环冷机热废气提质-循环烧结工艺,提高了余热利用效率,并减少了冷却废气无组织排放。揭示了多种类型的富氢燃气喷吹对烧结的影响规律,开发了富氢燃气梯级喷吹技术,改善了烧结料层的热量分布状态,降低了固体燃耗和污染物排放。探明了烧结料面喷吹水蒸气对烧结指标的影响,获得了水蒸气喷吹的适宜区间和喷吹方法,实现了CO的减排。提出了载能复合气体介质烧结协同减排技术路线,以燃气和蒸汽复合气体为例,探明了两类气体在烧结料面的适宜耦合喷吹方式,取得了更大程度的烧结提质、节能、减排效果。     

烧结烟气循环系统余热利用及混合器模拟优化

针对某钢铁企业4号烧结循环系统存在循环烟气O_2体积分数低、温度低的问题,本文通过分析烧结烟气循环工艺技术及其应用现状,采用CFD软件对烧结烟气循环系统及烟气混合器进行模拟仿真。计算结果表明:烧结循环烟气和环冷机废气采用旋流方式进入混合器,有利于气体之间的混合;随着旋流进口角的增大,气体混合效果增强,考虑到混合器管壁的磨蚀程度和流场均匀性,旋流进口角为15°最佳;在混合器底部吹氧,有利于O_2、烧结循环烟气、环冷机废气充分混合。烧结烟气循环系统优化后,烧结机每生产1 t烧结矿可节约5.04 kg焦粉,热能利用效率明显提高。     

CSCR活性炭脱硫脱硝系统烟气流分布数值模拟

针对CSCR活性炭脱硫脱硝一体化烧结烟气净化系统由于烟气分配不均匀,易导致系统稳定性较差、运行成本偏高等问题,本文通过Fluent软件建立烟气净化系统的三维数值计算模型,对系统内烟气流动进行数值模拟,计算得到烟气循环系统速度场和压力场,分析增加挡板前、后系统内的烟气流分布情况。计算结果表明:通过在烟道内增设两处挡板,获得两烟道烟气流速分别从8.41、10.15 m/s变为9.17、9.40 m/s;同时,直径为2.0、1.6 m的烟箱进气烟道速度标准差分别由1.22、1.07变为0.58、0.01,使得到达各脱硫脱硝模块烟气量近似相等,系统基本实现了目前生产条件下烟气的均匀分配,研究结果将有助于烟气均匀分配并获得更高的技术经济指标。     

红土镍矿烧结料面空气加湿技术的应用

近年来,烧结料面喷吹蒸汽成为烧结生产广泛应用的1项新技术。向烧结料面喷吹高温蒸汽的空气加湿技术可以有效提高垂直烧结速度,改善烧结生产,提高烧结矿产量和质量。某公司全红土镍矿烧结生产中应用了该技术,结果表明:每吨烧结矿喷吹约0.013 t蒸汽后,烧结矿成品率提高2.5%,转鼓指数提高2.23%,固体燃料消耗降低4.91 kg/t,烧结烟气NO_x质量浓度降低34.98 mg/Nm~3,取得了较好的效果。     

烧结烟气循环风氧平衡模型

 在全面掌握烧结烟气特性的基础上,建立烟气循环系统风氧平衡模型,分析烧结废气中O2体积分数、富氧气体中O2体积分数及漏风率等因素对烧结废气循环率的影响规律,提出了适宜的内外循环方案。研究结果表明：烧结机前段风箱废气中O2体积分数较低,为10%～13%,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升。烧结废气温度升高,气体密度变小,流速增大,但各风箱支管内废气标况流量波动幅度不大。烧结循环废气和富氧气体中O2体积分数越高、烧结机漏风率越低,则烟气循环率越高。以环冷机热风为富氧气体,烟气内外循环率可达30%;以工业纯氧为富氧气体,烟气内循环率达40.70%;烟气外循环率达59.93%。内循环工艺在风箱支管取风,操作灵活,需外配大功率变频抽风机,工程改动量多,固定投资高,更适于新建项目;外循环工艺在主抽风机后烟道取风,无法避免烟气一次循环后的再生效应对烧结生产的影响,只需外配小功率引风机即可,更适用于改造项目。     

烟气循环烧结过程料层温度及NOx排放模拟模型

 为了研究烟气循环条件影响料层的热状态及减排机理,依据烟气循环烧结过程主要反应的热力学和动力学、气-固传热规律以及气体流体力学,建立了烟气循环烧结料层温度及NO_x排放的数值模拟模型。试验验证结果表明,模型计算的料层温度、气体组分(O₂、CO、NO)等与试验检测值吻合较好,料层温度及NO排放浓度相对误差在±5%以内;根据模拟模型分析可知,烟气循环烧结中影响NO排放的主要因素是烟气循环中O₂和CO浓度,随着O₂浓度的降低和CO浓度的上升,燃料氮氧化反应速率明显下降,NO-CO还原反应速率升高,烟气中NO平均排放浓度降低。     

烟气循环烧结过程风氧平衡

 与普通烧结相比,烟气循环烧结工艺拥有节能减排和清洁生产的优势。为此,重点研究了烟气循环烧结过程风氧平衡规律,旨在保证烧结产质量指标的前提下,进一步提高烟气循环率,根据理论计算结合实测对烟气循环烧结过程风氧平衡进行了研究。研究结果表明：烧结机的中前部和尾部几个风箱的烟气具有低硫、氧含量高、温度较高的特点,可以作为循环烟气,与部分高温环冷废气均匀混合后,在保证烧结进风氧气体积分数18%以上的前提下,通过优化调节主抽风量、漏风率和烧结耗氧量等,可以实现烟气循环率达到43%,为烟气循环烧结工艺的发展提供了理论指导。     

Influence of O2 Content in Circulating Flue Gas on Iron Ore Sintering

 Circulating flue gas can reduce the emission of flue gas, and furthermore, it can reuse the waste heat effectively in the sintering process. Compared with conventional sintering, O2 that gets through the sintering bed decreases because of substituting circulating gas for air. The influences of O2 content on sintering process are studied through simulating the flue gas circulation sintering with artificial gas. It shows that, with the reducing of O2 content in circulating gas, the combustion speed of fuel decreases and incomplete combustion degree increases, which makes the flame front fall behind the heat front and reduces the heat utilization efficiency of fuel. The ultimate result is that the temperature of sintering bed decreases and the liquid phase reduces. In addition, the reducing atmosphere is strengthened because of flue gas circulation, which makes the magnetite increase yet calcium ferrite reduce gradually. Because the content of calcium ferrite with good strength reduces, the sinter yield and tumble strength decrease. To ensure the sinter index, the favorable O2 content of circulating flue gas is no less than 15%.     

基于测试的烟气循环烧结工艺

在正常生产情况下,以新钢8号360m2烧结机为研究对象,提出基于测试的烟气循环烧结工艺思路。采用风箱支管开孔取样的测试方法,通过选择合理的测定位置和测点,测试烧结烟气温度、O2体积分数以及SO2和NOx体积分数,探索其变化规律并制定适宜的内、外循环工艺方案。研究结果表明,烧结机前段风箱烟气中O2体积分数较低,在18号风箱之后O2体积分数逐步上升;烧结烟气密度随温度升高而变小,流速相应增大,但其标况流量相当;烧结循环烟气O2体积分数越高,烧结机漏风率越低,烟气循环率越高;内、外循环工艺都能降低固体燃料消耗,清洁烧结生产,前者兼顾增产功效,适合新建项目,后者兼顾减排功效,适合改造项目。     

回转窑烟气环集系统改造

针对现有回转窑烟气环集设施难以满足阳极泥硫酸化焙烧工艺需要的问题,进行了技术探讨,并对烟气导入管、粗硒转运槽、窑尾烟罩、吸收塔连接管进行了改造。实施后,提高了回转窑烟气环集系统的密闭性,烟气的吸收效率,达到了预期的目标。     

铁矿石烟气循环烧结工艺静态模型的开发及应用

基于物料平衡-热平衡,开发了铁矿石烟气循环新工艺的静态数学模型,详细阐述了模型中各个子模块的建立和求解过程.根据铁矿石烟气循环工艺操作过程对其参数进行界面输入,利用该模型不仅可以获得固体物料(含铁原料、熔剂、炉尘和焦粉等)消耗量,以及对应的气体物料(空气、点火煤气和保温煤气等)消耗量,同时还可以获得烧结烟气的成分和成品烧结矿的成分.通过模型计算研究了操作参数和原料化学成分、配比、温度、烟气循环比及烟罩面积覆盖比对铁矿石烟气循环烧结工艺物质流和能量流的影响.