干法高爐渣余熱回收的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在高爐煉鐵工藝中，高爐渣作為主要的副產(chǎn)品，其自身排渣溫度可達(dá)1350℃-1450℃左右，含有大量的高溫顯熱，每噸渣約含有(1.26～1.88)×106kJ的顯熱，相當(dāng)于45-60kg標(biāo)準(zhǔn)煤，而目前采用的水沖渣工藝將這部分熱量白白浪費(fèi)，并造成水源的消耗和空氣的污染；同時(shí)目前國(guó)內(nèi)高爐送風(fēng)風(fēng)溫一直維持在1000℃的低溫水平，瓶頸主要在于我國(guó)用于熱風(fēng)爐的高熱值煤氣資源相當(dāng)緊張，這就迫切需要一種新型預(yù)熱方案的提出，以提高我國(guó)高爐送風(fēng)溫度，提供冶煉

2、強(qiáng)度，降低焦比。
　　 針對(duì)這一情況，在國(guó)內(nèi)外高爐渣余熱利用研究的基礎(chǔ)上，提出了基于流化床高爐渣顆粒預(yù)熱高爐助燃空氣的高爐渣干法余熱回收技術(shù)方案。該技術(shù)路線不僅回收了高爐渣所富含的熱量來(lái)加熱高爐助燃空氣，彌補(bǔ)了目前熱風(fēng)爐單-熱源及空氣預(yù)熱溫度不高的不足，并且避免了水沖渣中新水的消耗和空氣污染問(wèn)題。
　　 本文對(duì)這一方案中關(guān)鍵基礎(chǔ)理論-流化狀態(tài)下的高溫高爐渣顆粒風(fēng)冷降溫過(guò)程傳熱傳質(zhì)進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，解決其中的關(guān)鍵問(wèn)題。<

3、br>　　 (1)在國(guó)內(nèi)外研究基礎(chǔ)上，首次提出了基于流化床式高爐渣余熱回收加熱高爐助燃空氣的技術(shù)路線，并對(duì)該技術(shù)路線和流化床換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，該系統(tǒng)可以有效避免水沖渣的不足，實(shí)現(xiàn)高爐渣余熱回收加熱高爐送風(fēng)，具有很高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，為高爐渣資源再利用提供了新的途徑。
　　 (2)根據(jù)高爐渣的特殊物理性質(zhì)，對(duì)高爐渣余熱回收技術(shù)方案中主要設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，針對(duì)高爐渣顆粒的高溫特性，設(shè)計(jì)了流化床床體和旋風(fēng)分離器等主要裝置。

4、　　 (3)針對(duì)高爐渣的特殊物性，建立不同階段高爐渣物理模型，分析流化狀態(tài)下高爐渣顆粒的空間分布及顆粒-顆粒和顆粒-空氣之間的相互作用力，建立稠密氣固兩相流的流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)模型，采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化與流場(chǎng)分析雙向耦合方式控制計(jì)算流程的連續(xù)性，對(duì)特定流場(chǎng)的傳熱過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。
　　 (4)在數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上搭建多功能流化床試驗(yàn)臺(tái)，采用基于虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)控系統(tǒng)，在LabVIEW平臺(tái)上編寫實(shí)驗(yàn)測(cè)試控制程序，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，