回转窑供风管参数对窑内热工状况的影响

以2.3 m×55 m的炭素回转窑作为研究对象,应用流体模拟软件Fluent 和Matlab 分别对其气体空间和物料料层内的传热过程进行了研究。通过改变二、三次供风管的长度和供风管入口处的空气吹向,得到了相应条件下窑内的温度分布,并进行了比较和分析。结果表明：二、三次供风管的长度对窑内温度场的影响较小,实践中可以采用无管供风措施,以解决供风管道烧损问题;当二、三次供风管在某一长度下窑内煅烧带温度较高时,其窑内剩余的可燃气体较低;二、三次供风管入口处空气均吹向窑头时,窑尾处剩余可燃气体浓度较大,但其煅烧带温度较高,煅烧带长度较长;当二、三次供风管入口处空气均吹向窑尾时,窑尾处剩余可燃气体浓度较小,但其煅烧带温度较低,煅烧带长度较短。     

回转窑内传热及燃烧过程的数值模拟

运用流体模拟软件Fluent和Matlab分别对碳素煅烧回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了研究,预测了窑内烟气、窑内壁和料层的温度分布。结果表明,窑内的高温区域主要集中在挥发分大量燃烧的区段上;二、三次冷空气的引入均会使窑内烟气温度明显下降,但对料层温度影响不显著。将窑外壁的计算结果与其实际测试结果进行了比较,两者吻合较好,说明该模拟方法的适用性,从而为碳素回转窑的优化设计和经济运行提供了指导和依据。     

回转窑热工状况影响参数的数值模拟

以某炭素厂φ2.3 m×55 m的回转窑作为研究对象,运用流体模拟软件Fluent 和Matlab 分别对回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了模拟,预测了回转窑参数如二、三次供风量和位置、翻料装置、物料填充率、窑转速等对窑内温度场的影响。结果表明合理布置二、三次风供风量和位置、设定翻料装置的尺寸和个数能够有效提高窑内温度,进而提高煅后焦质量;合理增加物料填充率和提高窑转速既能够提高回转窑产能,又能够保证煅后焦质量。     

带有翻料装置的回转窑内衬结构的数值模拟

炭素回转窑内物料料层过厚,则物料煅烧不透．为解决此问题可在回转窑内衬增设翻料装置,即将原来的平滑窑内衬改为带有导流槽的凸凹内衬．为研究该内衬结构对窑内热工状况的影响,应用计算流体力学软件Fluent对窑内流场、温度场、浓度场等作了耦合计算．结果表明,翻料装置结构的不同对窑内流场、温度场、浓度场的影响不同;合理翻料装置的安装,可以加速挥发分的燃烧,提高窑内温度,以达到解决料层过厚导致物料煅烧不透的问题又不增大炭质烧损的目的．     

炭素回转窑模型的热态实验测试

建立炭素煅烧回转窑物理模型,对其煅烧过程进行了热态实验.实验结果表明:随着转速的增加,物料在窑内的轴向运动速度增加,窑产量增加;随着煅烧时间的推移,窑内温度逐渐升高,窑头、窑尾温度变化剧烈,窑体中部温度变化平缓;回转窑模型的窑内温度分布与回转窑实际生产时的温度分布大致相同.同时针对实验时发生的一些现象提出了合理建议.     

炭素回转窑内物料运动形式的确定

随着转速的逐步提高,物料在回转窑内的运动主要经历7种状态:滑移、脉冲、塌落、滚落、泻落、抛落和离心,但就炭素回转窑煅烧质量的要求而言,滚落状态是工程实践中的理想设计工况.就炭素回转窑内物料的滚落运动形式做了简单的分析,并推导出了其发生所需要的条件,为同转窑的优化设计与操作提供依据.     

实验回转窑传热过程的数值模拟

对实验回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了数值模拟研究,得到了窑内烟气和物料的温度分布、烟气的流速分布和气相的浓度分布.为证明数值模拟方法的正确性,将烟气温度的数值模拟结果与回转窑热态实验测试结果进行了比较.结果表明两者基本吻合,误差小于6%,由此让明了数值模拟方法的正确性.