75t/h锅炉烟气脱硫装置设计与应用

对山东铝业公司热电厂75 t／h锅炉水膜除尘器进行了喷淋——旋流板塔脱硫除尘一体化改造研究，使其在保持原有水膜除尘器特点和功能的情况下增加其脱硫功能，提高除尘效率。通过实验对铝行业利用废碱液脱硫除尘(以废治废)的可行性进行了探讨。热电厂的实际应用表明改造方案是经济的，技术上是可行的，脱硫效率80％以上，除尘效果达98％以上，为以废治废提供了参考依据。     

密相干塔烧结烟气脱硫系统仿真研究

应用Fluent软件对密相干塔模拟仿真,研究了烟气整流系统和链式搅拌器对烟气流场和湍流、循环灰轨迹及系统压力损失的影响,并在模拟工况下确定了烟气整流系统较优导流板布置形式.研究结果表明,链式搅拌器能够显著增大塔内附近区域的湍动能,提高转速不能明显提高整体烟气湍流强度,双层链式搅拌器可以增大高湍流强度区且减缓其衰减速度,该工况下安装双层链式搅拌器,转速为100 r·min-1较为理想,此时密相干塔能够实现烟气均布和气固充分接触,大部分颗粒参与内循环,少部分进入除尘器,系统压损约为200 Pa.      

首钢球团烟气脱硫工艺及设备的优化与改造

首钢1~#氧化球团生产线采用链篦机-回转窑-环冷机工艺,其烟气脱硫采用脱硫除尘一体化的密相塔半干法脱硫技术。原生产原料85%为低硫自产磁精矿粉,设计进口烟气SO_2含量≤800 mg/m~3,随着高硫秘鲁精矿粉配加比例逐步提高至40%后,脱硫塔进口烟气SO_2含量由750 mg/m~3升高至1 100 mg/m~3。通过对循环灰输送工艺、密相塔加灰工艺、循环灰加湿搅拌装置、除尘进口布风工艺等环节进行优化与改造,保证了外排烟气出口SO_2含量≤180 mg/m~3。     

密相干塔技术在烧结烟气脱硫中的应用

结合我国烧结脱硫的现状和某钢厂实际情况,采用密相干塔烟气脱硫技术(DFA-FGD)对2台分别为52m2和68 m2的烧结机进行烟气脱硫系统设计.讨论了烧结烟气的工况与密相塔脱硫的工艺及特点,通过中试,研究了影响脱硫率的主要因素,确定了优化参数,验证了密相塔搅拌器的作用.目前该系统已进入试运行阶段.     

降低密相干塔半干法脱硫系统消耗成本生产实践

密相干塔半干法脱硫系统作为烧结机头烟气脱硫的主体模式,其消耗成本是烧结冶炼生产过程的综合成本指标的重要组成部分。从唐钢炼铁厂的生产实际出发,分析了影响密相干塔脱硫系统消耗成本的主要因素。通过完善管理制度、优化脱硫工艺操作,设备参数定频设定等措施,有效降低了密相干塔半干法脱硫系统的消耗成本。     

脱硫除尘一体化技术在首钢球团厂的应用

首钢球团厂一系列120万t/a氧化球团生产线脱硫改造采用了脱硫除尘一体化的密相塔半干法脱硫技术,本文介绍了该技术的特点及关键所在。改造实施后,脱硫系统运行稳定,与主工艺同步运行率达100%,脱硫率达90%,脱硫后烟气SO2浓度180 mg/m3,达到了环保标准。     

烧结烟气脱硫技术的比较分析

通过对3种烟气脱硫技术进行分析比较，说明密相干塔烟气脱硫技术和富集型烟气脱硫方式具有一定的技术优势。     

密相干塔烟气脱硫除尘系统机械传动轴密封结构设计

主要阐述了某钢厂烧结工艺过程产生的废气与熟石灰反应的密相干塔烟气脱硫除尘系统中机械传动轴密封结构失效原因,通过分析原结构,设计出了新的密封结构,最终达到了预期的效果.     

高炉煤气重力除尘器内部流场及除尘效率的数值模拟

为了提高高炉煤气重力除尘器的除尘效率,在高炉煤气重力除尘器内进行了安装漏斗型挡板和将进气管由中心管改为锥顶进气两项技术。采用FLUENT软件对除尘器内的气相流场和颗粒的运动轨迹进行数值模拟。模拟结果表明：改变进气方式以后,与旋风除尘器相似在重力除尘器内部产生了旋流;加入挡板后,在挡板下部形成一个气流死区,避免了二次扬尘的出现,而含尘气体与挡板间的碰撞是颗粒被分离出来的主要原因。固体颗粒的运动轨迹较为复杂,且带有一定的随机性,计算得出的除尘效率和实际试验数据吻合较好。     

密相塔烟气入口角度的数值模拟和优化设计

针对唐钢210m2烧结烟气脱硫设备密相塔空塔内部的三维流场进行数值模拟,利用Fluent15 软件,采用k- ε模型和SIMPLE算法,模拟分析表明,烟气入口角度达16°时,密相塔内中部形成一个范围较大的湍流区域,烟气的湍流运动剧烈,烟气速度分布比较均匀,有利于提高脱硫效率。上部和下部区域形成范围较小的顺时针和逆时针湍流区域,湍流运动剧烈,增强了烟气和脱硫剂的充分混合,提高脱除效率。     

轴向流吸附器内部流场特性

以轴向流吸附器内部流场为研究对象,采用CFD软件对其内部气体流动特性进行数值模拟.比较轴向流吸附器内无气体分布器、仅加装单一多孔板气体分布器、加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合等3种方式对吸附器内部流场均匀分布的影响.未加装气体分布器的轴向流吸附器内部气流分布严重不均;仅加装单一多孔板气体分布器的轴向流吸附器内部流场的气体流动稍有改善,但气流分布仍不均匀;加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合的方式,吸附器内部流场的气体流动得到明显改善.多孔板气体分布器与单级挡板组合使用时,保持气体分布器开孔率不变,开孔孔径为0.003 m时气流分布最为均匀,效果最好;保持开孔孔径不变,气体分布器的开孔率为0.388时气流分布最为均匀.      

含金废液脱氰过程固—液搅拌的数值模拟

为提高含金废液在搅拌槽内脱氰过程的搅拌效果,针对脱氰过程的搅拌槽内流场及固—液分散进行数值模拟研究。模拟实验采用多重参考系法和欧拉双流体模型,考察转速、偏心率对脱氰过程的槽内速度场、流场流型、固含率分布以及搅拌功率的影响。结果表明:偏心搅拌能够明显改善对称的速度场和流型,当偏心率e=0.2时流场状态最佳;当e0.2时,近壁侧上、下循环涡向桨叶区靠近,远壁侧桨叶上方则出现较大尺度的弱湍动循环涡,不利于混合;e在0~0.2范围内有利于脱氰药剂的分散,过大的偏心程度反而会使脱氰剂堆积在近壁侧挡板处。当转速从100 r/min增大至1 200 r/min,功率增速越来越快,两相搅拌功率比单相搅拌功率高8.8%;偏心搅拌具有节能功效,当e从0增大至0.43时,搅拌功率降低3.9%。     

超大型侧吹熔池熔炼余热锅炉烟气流动及烟尘黏附研究

富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱、烟尘易黏附积灰、炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低、低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万吨精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明,炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。     

Two-Dimensional LDV Measurement, Modeling, and Optimal Design of Rectangular Primary Settling Tanks

To optimize the design parameters of rectangular primary settling tanks, we used two-dimensional laser Doppler velocimetry (2D LDV) to conduct flow field measurements in five cases and used a previous model to simulate the flow field. The relative baffle submergence height and the ratio of tank length to height were optimized in a low suspended solid (LSS) concentration (LSS<150–200?mg/L). The experimental and simulation results show that a large recirculation zone exists behind the reaction baffle and the flow magnitude is small in the recirculation region; the length of recirculation increases with an increasing flow rate; the length of recirculation increases as the depth of the submerged reaction baffle increases; and the variation of the reaction baffle height can affect the flow field more significantly than does the variation of the flow rate. We also determined that to reach a higher removal rate and to optimize the area dimensions of a sedimentation tank, a length-to-height design ratio between 8 and 12 is optimal.     

基于CFD的闪速炼铜余热锅炉内部流场分布研究

闪速炉余热锅炉炉膛内的烟气流动过程十分复杂,与烟气的初始流入条件、炉膛的结构及挡板、管屏的尺寸及布置方式均密切相关。因此,研究其内部的流场分布规律对于闪速熔炼的工艺优化具有积极的指导作用。本文采用计算流体力学（CFD）数值模拟方法,对某闪速炼铜余热锅炉炉膛内的流场分布规律进行了数值模拟及分析。研究结果表明：建立的余热锅炉流场数值分析方法,能够较准确反映炉膛内的流场分布情况,模型收敛性较好,模拟结果有保证;锅炉辐射室整体流速较低,对流室整体流速较高;进入辐射室的烟气分三部分流动,如何增加流过挡板的烟气动量、减小涡旋的产生是优化炉膛结构的重点。盐化风的高速射入起到了有效打散烟气团的作用,可以防止烟气大量聚集而影响辐射室内烟气的流动和换热,也可以有效保护炉膛顶部,并防止积灰。辐射室挡板的尺寸和布置方式是改变烟气入口处流场的重要因素,合理优化挡板、管屏的设计方案对于保障余热锅炉正常运行及闪速熔炼工艺的顺利进行具有重要的意义。     

中间包水模实验研究与应用

利用1：2的水模型实验装置,通过水力型模型实验,优化了扩容后济钢三炼钢中间包挡墙、挡坝的位置。试验结果表明,优化后的中间包流场趋于合理,钢液的最短停留时间为95s,平均停留时间为343s,死区体积减少了2．2％,基本消除了短路,钢水在中间包内停留时间延长,钢中夹杂物减少。     

基于单相LBM模拟大平板反重力充型过程

采用单相格子Boltzmann方法研究大平板的反重力充型过程,该模型不需考虑气相格子的变化,从而提高了计算效率.针对该方法,本文新提出了一种权重系数重新分配的方法来处理格点中的液相排出及分配问题.首先用该模型计算了单浇口条件下的大平板型腔反重力充填过程,以相同参数下的高速相机成像的水力充填实验为参照,数值模拟的流场特征及流体形态与实验结果吻合良好.另外,还采用线速度分布云图,并提出了自由表面的高度差判据来分析充型过程中的流场区域特征和流体平稳程度.在此基础上,继续用该模型研究了双浇口和圆柱扰流条件下的大平板反重力充型过程.双浇口条件下由于浇道间的互相影响,流场中形成的漩涡多于单浇口;圆柱扰流条件下的充填方式会降低流体的晃动程度,提高充型的稳定性.      

非对称5流中间包流场研究及应用

通过水力学模型试验确定了非对称5流中间包最佳挡墙方案,并使用数值模拟研究了中间包内流场及温度场分布规律。研究表明,优化后中间包内温度场及流场稳定均匀,各流水口处钢水平均温差由原4流包的2．5℃降低到1．3℃;投入使用后,各流铸坯夹杂物评级小于2．0级,各流内部组织一致,铸坯质量良好,满足了生产需要和产品质量的要求。     

The Influence of Oxide Scale on Heat Transfer during Reheating of Steel

The present work presents methodology and development of a mathematical model for prediction of the influence of oxide scale on heat transfer during reheating of steel in an industrial furnace. In this developed model, temperatures inside the steel billet were measured and with thermocouples at selected places and were collected by a water cooled computer that was traveling inside the slab. CFD is used to calculate the flow field inside of a furnace. The mass‐transfer coefficient of the scale formation is obtained by solving the convection mass‐diffusion equation across a boundary layer to the surface of a flat plate. A model for inverse heat conduction is employed to calculate the local surface temperature and heat flux on top of the growing oxide scale layer on a slab moving through a walking beam reheating furnace. By using the inverse method, the transient temperature and heat flux was firstly determined on the surface of the steel. During subsequent computations, the growth of the scale was calculated and the surface temperature of the oxide scale was extracted by using the Cauchy data from the previous calculations. The sensibility of the model on steel physical parameters is studied, and suitable parameters were obtained for heating a low carbon steel plate in the reheating furnace. Results show that the oxide scale layer should not be neglected in reheating models.