烧结矿竖罐内气固■传递过程的实验研究

基于热力学第二定律和非平衡热力学理论,推导出烧结矿颗粒床层内气固■传递特性的一般关系式,并借助自制气固传热实验平台,研究影响烧结矿床层内气固■传递特性的主要因素及其影响规律。结果表明:平均■传递系数随空气出口温度的升高而逐渐增加。当空气出口温度大于某一数值时,空气流量的增加和烧结矿颗粒直径的减小会导致平均■传递系数的增加,反之亦然。对于某一特定的实验工况,随着颗粒雷诺数的增加,温度■传递Nusselt数和平均■传递Nusselt数逐渐减小,而压力■传递Nusselt数逐渐增加,并且当空气出口温度低于某一数值时,平均■传递Nusselt数会出现小于0的情况,对强化烧结矿床层内气固传热过程不利。     

振动散式床氧化铬余热回收装置操作参数影响因素分析

根据新设计的一种振动散式床氧化铬余热回收装置,建立了高温粉料与冷却气体之间气固传热的数学模型,采用UDF自编程定义振动条件并模拟其气固传热过程,定量分析了床层高度、冷却气体表观流速、振动振幅和振动频率等操作参数对余热回收的质与量的影响规律。结果表明:随着床层高度的增大,颗粒在振动散式床中的运动速度降低,空气出口温度升高;冷却空气对颗粒的曳力作用效果只有床层高度较小时才明显;振动振幅的增大促进了气固间的换热,使得空气出口温度增大。在床层高度20 mm,冷却气体表观流速22.7 m/s,振动频率4.48 Hz,振幅15 mm的操作参数下,当氧化铬原料温度为920 K时,冷却空气的出口温度可达到500 K左右,余热回收率可达66.45%。     

热烧结矿竖式冷却过程传热特性

 与传统环冷相比,烧结竖冷拥有漏风率低、换热效率高的优势。为此利用竖冷试验装置,在某烧结厂取热风与热烧结矿研究了竖式冷却过程气固对流换热特性。研究表明,烧结矿竖式冷却过程中影响传热特性的主要因素为冷却风的流量及温度。烧结矿和冷却风对流换热系数随着烧结矿温度的升高而增大,且随着冷却风流量的增大以及冷却风温度的降低,对流换热系数也随之增大。基于白金汉定理,结合试验数据拟合得出了描述烧结矿与冷却风传热特性的准数关联式,其模拟性较好且平均相对误差为7.25%。     

热烧结矿竖式冷却过程传热特性

与传统环冷相比,烧结竖冷拥有漏风率低、换热效率高的优势。为此利用竖冷试验装置,在某烧结厂取热风与热烧结矿研究了竖式冷却过程气固对流换热特性。研究表明,烧结矿竖式冷却过程中影响传热特性的主要因素为冷却风的流量及温度。烧结矿和冷却风对流换热系数随着烧结矿温度的升高而增大,且随着冷却风流量的增大以及冷却风温度的降低,对流换热系数也随之增大。基于白金汉定理,结合试验数据拟合得出了描述烧结矿与冷却风传热特性的准数关联式,其模拟性较好且平均相对误差为7.25%。     

操作参数对烧结镁砂煅烧竖炉传热过程的影响

本文以年产量为5万t的烧结镁砂煅烧竖炉为研究对象,基于局部非热力学平衡理论,运用多孔介质模型,构建烧结竖炉三维稳态气固传热数值模拟模型,对床层黏性阻力系数和惯性阻力系数进行修正,并将菱镁矿下移速度嵌入到气固传热模型中,以完成烧结竖炉模型的构建;以煅烧时间和煅烧温度作为评判指标,探究竖炉操作参数对气固传热过程的影响.结果...     

π型向心径向流吸附器气-固两相模型传热传质特性

为了明确径向流吸附器变压吸附制氧的传热传质规律并提高制氧效率,建立π型向心径向流吸附器(CP-πRFA)的气固耦合两相吸附模型,通过计算流体力学方法对能量模型、吸附热以及颗粒尺寸等因素进行了数值模拟.结果表明:单相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为309.19 K和311.63 K,氧气摩尔分数最高值分别为55.66%和62.65%;同等条件下两相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.27 K和305.29 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%.未考虑吸附热的加压过程和吸附过程床层内最高温度分别为293.5 K和293.9 K,氧气摩尔分数最高值分别为59.25%和72.18%;同等条件下考虑吸附热时在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.3 K和305.3 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%.随着颗粒直径的增加,出口产品气的氧气摩尔分数逐渐下降,同时产品气流量与回收率逐渐增加,颗粒直径1.6 mm为最佳吸附剂颗粒直径.本实验获得了吸附器内部传热传质规律,为CP-πRFA用于变压吸附制氧提供重要的技术参考.     

π型向心径向流吸附器气?固两相模型传热传质特性

为了明确径向流吸附器变压吸附制氧的传热传质规律并提高制氧效率,建立π型向心径向流吸附器（CP-π RFA）的气固耦合两相吸附模型,通过计算流体力学方法对能量模型、吸附热以及颗粒尺寸等因素进行了数值模拟。结果表明:单相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为309.19 K和311.63 K,氧气摩尔分数最高值分别为55.66%和62.65%;同等条件下两相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.27 K和305.29 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%。未考虑吸附热的加压过程和吸附过程床层内最高温度分别为293.5 K和293.9 K,氧气摩尔分数最高值分别为59.25%和72.18%;同等条件下考虑吸附热时在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.3 K和305.3 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%。随着颗粒直径的增加,出口产品气的氧气摩尔分数逐渐下降,同时产品气流量与回收率逐渐增加,颗粒直径1.6 mm为最佳吸附剂颗粒直径。本实验获得了吸附器内部传热传质规律,为CP-π RFA用于变压吸附制氧提供重要的技术参考。      

竖式烧结矿冷却装置内气固热交换的数值研究

应用竖炉散料气固换热模型,分析了在固定换热设备结构时,吨矿风量、空气入口温度、烧结矿入口温度对空气出口温度、烧结矿出口温度、余热回收火用的影响。通过对比实际生产数据与计算数据验证了换热模型合理性,最后利用正交实验优化操作参数改善回收火用量。研究结果表明:随着吨矿风量增大,空气和烧结矿出口温度降低;随着空气和烧结矿入口温度升高,空气和烧结矿出口温度升高;余热回收火用随吨矿风量和空气入口温度增大而降低,随烧结矿入口温度升高而增大;当空气入口温度20℃,吨矿风量900m~3/t,烧结矿入口温度750℃时,余热回收效果最优。     

竖式烧结矿冷却塔内气固换热特性研究

通过搭建3.6 t/h竖式烧结矿冷却实验台,对烧结矿在下落过程中与空气的换热规律进行了研究,重点分析了不同气固比、冷却气体进口速度对气固换热过程的影响,并根据实验数据拟合出气固换热关联式。研究结果表明:随着气固比增加,冷却气体所携带的热量呈现出先增加后减小的趋势,当气固比在900~1 000 Nm3/t范围时,冷却气体携带的热量最大;随着冷却气体流速增加,气固换热系数不断增加,但其增长速率逐渐变慢;实验所得气固换热关联式为:Nu=1ε(17.67+1.26Re0.5),适用范围为:9 700≤Re≤25 000,0.80≤ε≤0.95,误差在±10%以内,具有一定的应用价值。     

烧结矿余热罐内温度场的数值模拟研究

为强化烧结矿显热的高效提取,采用CFD软件对烧结矿余热罐内的气固换热过程进行了数值模拟研究,分析了冷却空气进口温度、进口速度对烧结矿与空气之间换热效率的影响。研究表明:冷却空气自余热罐底鼓入,自顶部排出,同罐内高温烧结矿对流换热的过程中,罐内空气在垂直方向上温度梯度较大;随着冷却空气进口温度的增加,出口温度略有增长,但增幅不明显,同时烧结矿的冷却效率略有降低;随着冷却空气进口速度的增加,在冷却前期,较高的空气流速具有较高的冷却效率,冷却后期,较低的空气流速具有较高的冷却效率。     

烧结矿余热回收中试竖罐结构和操作参数解析

烧结矿余热竖罐式回收技术是高效回收烧结矿余热的有效方式之一。在先前理论和实验研究的基础上,以中试竖罐为研究对象,基于非流态化床气固流动与传热理论,建立了竖罐料层内气固传热的解析数学模型,研究了单一参数对竖罐内气固传热过程的影响,然后利用多指标正交试验法进行参数优化,采用加权综合评分法对出口冷却风携带值和料层阻力损失2项指标进行量化处理,得出了中试竖罐适宜的结构和操作参数。研究结果表明,对处理量为40t/h的中试竖罐系统,其适宜热工参数为:冷却段直径4.4m、冷却段高度6.6m、冷却风表观流速0.6m/s。     

蓄热式热交换器热工特性的热力学分析

用热力学分析的方法研究了蓄热式热交换器的热工特性,提出的可用能效率综合了传热和流动两方面的因素。研究表明可用能效率比温度效率和热效率能更真实反映蓄热式热交换器热工行为,并可用于指导蓄热式热交换器的优化设计。     

Experimental study on resistance characteristics in vertical tank for recovering sinter waste heat

The resistance characteristics of gas flowing through sinter bed layer were tested in different cases on the homemade experimental platform. The pressure drop of gas flowing through sinter bed layer was measured, and the influence of relevant parameters was fully studied. Also, the experimental correlation formula of dimensionless number to reflect sinter layer resistance characteristic, was derived from applying dimensional analysis. The regression analysis was used to determine the coefficient and index of the empirical correlation. The results show that for a given particle size distribution, pressure drop of unit bed layer height in sinter bed layer increases as a form of power function whose power exponent is 1. 681 with the increase of gas superficial velocity. For a given gas superficial velocity, pressure drop of unit bed layer height increases as an exponential relationship with the decrease of particle size distribution. The pressure drop formula is adapted for the whole experimental data. The pressure drop can be accurately predicted while using dimensional formula whose mean error is 12% comparing with former modifier Ergun formula.     

Modeling of Strip Temperature in Rapid Cooling Section of Vertical Continuous Annealing Furnace

 The strip temperature is affected by many factors in rapid cooling section (RCS) of the vertical continuous annealing furnace (VCAF). They can be divided into four types: the physical properties of cooling gas, the geometry characteristics of configuration of cooling equipment, the heat transfer between the strip and the cooling gas, and the conductivity of the strip. It aims to model the strip temperature in the cooling section based on the fundamental heat transfer theory and the four aspects factors. The model for transient Nusselt number is obtained by considering Reynolds number, Prandtl number and geometry characteristics of RCS. Then cooling model of the strip transient temperature is built by Nusselt number, heat transfer coefficient and heat conductivity of the strip. The results are compared with the data from production line. The comparisons indicate that the model can well predict cooling temperature of the strip. It is hoped that the proposed model can be used for design and control of the vertical continuous annealing furnace.     

烧结余热竖罐式回收利用工艺流程

烧结过程余热资源的回收与利用是降低烧结工序能耗的主要方向与途径之一。针对于传统冷却机在余热回收利用方面存在着系统漏风、回收余热品位和效率偏低等难以克服的弊端,借鉴干熄焦中干熄炉的结构和工艺,提出了烧结矿余热竖罐式回收利用的结构与工艺,明确了其中的3个关键问题。研究表明,竖罐式回收利用是烧结余热资源高效回收与利用的一条新的途径;其不但实现了对烧结矿余热的高效回收,而且,热风即载热介质品质较高,从而有利于后续的余热利用;罐体内料层阻力特性、料层内气固传热以及冷却方式对烧结矿冶金性能的影响是罐式回收是否可行的3个关键问题。     

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%.     

烧结冷却机换热过程数值模拟与废气温度调控

基于FLUENT模拟软件,采用多孔介质模型对烧结矿冷却过程进行数值模拟,获得了烧结矿当量直径、床层空隙率等特性参数和料层厚度、给料温度、冷却介质流速、冷却介质温度等冷却工艺参数对废气温度的影响规律,分析了冷却工艺参数变化对余热锅炉入口废气温度和实际余热回收量的影响。结果表明:热源参数测试是烧结余热回收发电系统精确设计的前提,烧结主生产工艺稳定是烧结余热回收发电系统稳定、高效运行的基础,余热锅炉排烟废气循坏是调控余热锅炉入口废气温度和提高余热回收效率的重要技术手段。     

高炉炉缸炉底内衬的等效冷却条件计算方法

建立了高炉炉缸炉底冷却的二维有限元传热模型.该模型能计算紊流水冷冷却器以等效对流换热系数表征的冷却参数,能反解服役炉缸实际冷却强度.等效冷却条件参数可用于缩小多维炉缸传热模型的计算域和规模,且不失边界条件精度.文中设计了参数化有限元建模及分析的计算程序,基于管内紊流水努赛尔特征数,定义一个物性综合系数,构造了更为简明的对流换热系数计算表达式.