高炉煤气碳捕获技术浅析

高炉煤气是长流程钢铁企业中发生量最大的气态副产品。高炉煤气二氧化碳含量高,加之发生量巨大,是二氧化碳排放的主要源头。为了提升高炉煤气的利用价值,同时为钢铁企业的碳减排探索可持续发展路径,以高炉煤气为研究对象,对比研究不同气体分离技术在高炉煤气碳捕获领域应用的优缺点,并对分离后得到的不同气体产品提出了综合利用技术路径设想,提出了BAO-CCU(Baosteel Carbon Capture and Utilization)概念。     

超宽板坯结晶器内流场和温度场的耦合数值模拟

以南钢3250超宽板坯结晶器为研究对象,基于商业软件FLUENT,建立了超宽板坯结晶器三维有限体积模型,对结晶器内钢液流动状况和传热行为进行了耦合数值模拟,研究了超宽板坯结晶器流场和温度场特征,考察了水口结构参数和结晶器宽度尺寸、水口倾角、水口插入深度、拉速、过热度及冷却强度对超宽板坯结晶器流场和温度场的影响,多组对比模拟计算结果表明,当浸入式水口出口倾角为15°,插入深度为120～150mm,拉速为1.2～1.4 m/min时,结晶器自由液面速度和湍动能分布以及注流冲击点深度均较为适宜,流场较为合理;同时结晶器内钢液的温度分布相对均匀,有利于坯壳的均匀形成.数值模拟结果可为优化南钢超宽板坯结晶器浸入式水口结构以及确定合理工艺参数提供理论依据.     

基于求解双侧对流条件Stefan问题的高炉炉缸凝壳生成过程数学模型

高炉炉缸凝壳的生成可视为双侧均为对流条件的Stefan问题.基于求解这类Stefan问题,结合理论分析和数值计算方法,建立了能够准确描述高炉炉缸内衬热面凝壳生成过程的数值传热模型,并推导了相应的准稳态模型.借助相应条件下的实验测量值对上述两种模型进行了校验.结果表明,相比于准稳态模型,数值传热模型针对双侧对流条件Stefan问题的计算精度更高.最后,为展示数值传热模型的应用性,以典型陶瓷杯结构炉缸为例,研究了陶瓷杯壁厚度对炉缸热面凝壳生成过程的影响.