基于CT显微图像的烧结矿孔隙特征分析及有效热导率预测

全面了解获取多孔烧结矿的热物理特性对于在钢铁企业中相关过程的运行优化和节能减排具有重要意义。在此前景下,无损的高精度X射线显微断层扫描技术被应用到表征烧结矿的孔隙结构并结合数值模拟来预测烧结矿的有效热导率。以40 μm的分辨率扫描了3个熟石灰添加水平下的烧结杯试验中获取的烧结矿样品。三维重建后的烧结矿可观测到各向异性的非常复杂的孔隙分布,导致其有效热导率也各向差异较大,形成复杂的内部温度场分布。烧结矿中0～300 μm的小孔隙在数量频率上占据大多数（约45%～50%）,但仅占小部分的大于1 mm的大孔隙则贡献了约95%的孔隙体积占比,并主要决定了烧结矿的导热行为。3个烧结矿样品的有效热导率分别为0.645、0.682和0.784 W·m^-1·K^-1,对应的孔隙率分别为53.8%、53.1%和49.7%。通过与文献中的类似铁系聚合物的导热值,典型的经验式预测方程和结构分析模型等比较,证明了CT三维重建结合数值模拟的技术手段可有效捕捉烧结矿真实的多孔结构,从而比简单的经验式方程或结构分析模型能获取更精确的热物理行为的预测效果。     

基于CT显微图像的烧结矿孔隙特征分析及有效热导率预测

全面了解获取多孔烧结矿的热物理特性对于在钢铁企业中相关过程的运行优化和节能减排具有重要意义。在此前景下,无损的高精度X射线显微断层扫描技术被应用到表征烧结矿的孔隙结构并结合数值模拟来预测烧结矿的有效热导率。以40μm的分辨率扫描了3个熟石灰添加水平下的烧结杯试验中获取的烧结矿样品。三维重建后的烧结矿可观测到各向异性的非常复杂的孔隙分布,导致其有效热导率也各向差异较大,形成复杂的内部温度场分布。烧结矿中0~300μm的小孔隙在数量频率上占据大多数(约45%~50%),但仅占小部分的大于1 mm的大孔隙则贡献了约95%的孔隙体积占比,并主要决定了烧结矿的导热行为。3个烧结矿样品的有效热导率分别为0.645、0.682和0.784 W·m~(-1)·K~(-1),对应的孔隙率分别为53.8%、53.1%和49.7%。通过与文献中的类似铁系聚合物的导热值,典型的经验式预测方程和结构分析模型等比较,证明了CT三维重建结合数值模拟的技术手段可有效捕捉烧结矿真实的多孔结构,从而比简单的经验式方程或结构分析模型能获取更精确的热物理行为的预测效果。     

添加剂对高碱煤灰渣流动特性及钠捕获效率的影响

为了给液态排渣锅炉安全燃烧准东高碱煤提供理论依据,在水平管式炉上利用刚玉斜坡对添加不同质量分数 SiO₂、CaO、Fe₂O₃和MgO的准东煤灰渣在空气气氛下的流动性能进行研究. 利用XRF技术对煤灰渣的钠质量分数进行分析,并通过钠捕获效率来表征煤灰渣的固钠效果. 研究表明：SiO₂和Fe₂O₃能够促进准东煤灰熔融.当SiO₂的质量分数为10% 时,煤灰渣由结晶渣逐渐转变为玻璃体渣,流动性能大大提高;而CaO和MgO则会抑制煤灰熔融,导致流动性能降低. 随着SiO₂添加比例的增加,灰渣对钠的捕获效率逐渐升高,当SiO₂的质量分数达10%时,钠捕获效率由原先的23%上升至30%;而随着Fe₂O₃添加比例的增加,钠捕获效率缓慢降低. 因此,当SiO₂的质量分数为10%时即可有效改善煤灰渣的流动性能,又能提高钠的捕获效率.