漆包线热解炉反应器的数值模拟与优化设计

铜漆包线是重要的二次铜资源,回收过程中表面有机漆层的脱除主要依靠热解,热解炉内的不均加热将导致漆层脱除不完全或铜线表面氧化。以某铜漆包线热解炉为研究对象,通过数值模拟的方法对热解炉内燃烧及传热过程进行计算,并根据模拟结果进行了结构优化:使用EDM燃烧模型模拟甲烷燃烧产生热量,得到炉内高温气流的温度场分布及气流流向,发现炉内存在流动死区及罐体加热不均匀问题。根据计算所得流场及温度场对炉膛结构设计进行优化,增加导流挡板及更改出口位置等,增加热解罐受热面积,解决罐体加热不均问题,提升温度均匀性约58%,可提前20 min达到热解所需温度,在工业生产中可以节省耗气量。

中东铝工业的发展简史——世界铝工业百年兴衰史系列(八)

回顾20世纪70年代以来中东铝工业发展历程。中东是世界石油储量的富集地,两次能源危机使这里的石油生产国成为世界最富有的国家之一,有充足的资金发展铝工业。早期只有巴林和阿联酋(迪拜)大力发展铝工业,成果斐然;进入21世纪,卡塔尔、阿曼、沙特先后进军铝工业,各国大力发展非油气产业和调整经济结构,一批具有国际竞争力的新建铝厂拔地而起。中东电解铝厂全部配套自备电厂,用天然气和燃油发电,与下游铝加工合作等,厂区都有预留,扩建空间足。中东各国铝消费量有限,具有典型的出口导向。

等离子体密度对尾场加速中最优束流负载的影响

探讨了当束团参数固定时,通过改变束团电荷量来改变束流的负载状态以达到最优束流负载条件,以及改变等离子体密度对束流负载特性的影响;通过实验发现,等离子体的入口和出口处均存在逐渐增加或降低的等离子体密度坡,并探究了该密度坡对束团相对能散的影响.利用QuickPIC对粒子的行为及其在等离子体中的演化状态进行了模拟;利用理论分析法对束团状态和相对能散的变化进行了综合分析和论证.结果表明:1)在传播方向上局部微调等离子体密度可降低尾随束团的相对能散;2)密度坡的存在会降低相对能散;3)改变等离子体密度,可实现欠负载、过负载,以及最优束流负载之间的切换,最终能散相较最优束流负载状态下的能散更低.

侧吹熔池熔炼炼铜生产实践

富氧侧吹炉是一种综合物料干燥、物料焙烧以及物料熔炼的炼铜生产工艺。基于富氧侧吹炼铜工艺反应机理,对比侧吹炼铜工艺与传统炼铜工艺的特点,结合江铜国兴富氧侧吹炉的生产实践,分析异常炉况产生的原因,并提出相应的处理办法,通过提高富氧浓度,不仅节省了大量的燃料,而且生产效率大大提高。

矿热炉烟道颗粒沉积机理的数值研究

为了探究RKEF工艺中颗粒形状及尺寸对烟道颗粒沉积率的影响,基于计算流体力学(CFD)和Det Norske Veritas(DNV)理论,建立了烟道中炉气-颗粒气固两相的多尺度的颗粒沉积模型,精确预测了烟道中颗粒的沉积位置和沉积质量,并通过数值模拟来探究烟道内的沉积率与颗粒大小及形状之间的关系。

矿热炉电/磁/热多物理场耦合多相流温度场分析

为了探究三相交流电矿热炉在稳定工作时的炉体工作情况,建立了三维交流矿热炉多物理耦合分析模型,研究了炉内及炉衬温度场随不同电极插入深度的变化,并对矿热炉内的电磁场分布情况进行了分析。结果表明:随着电极插入深度的增加,炉膛内部最高温度会随之逐渐变小;炉体外侧的炉壳温度由于受自然对流换热的影响温度始终保持在80~100℃之间。

基于Matlab的电阻炉温度控制系统仿真

电阻炉作为重要的工业加热设备对部件进行热处理,是一种利用电流通过电阻材料发生热能的加热炉,电阻炉在机械领域主要用于金属的锻压前加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧及退火、熔点低金属熔化等。电阻炉与火焰炉相比具有结构简单、炉温均匀、加热质量好、便于控制、无噪声等优点。作为重要的热处理设备,电阻炉的温度控制直接关系到生产产品部件的质量和精度。但电阻炉的温度变化具有较强的时滞性以及惯性,因此建立有效的温度控制系统提升电阻炉的温度控制水平具有重要的意义。先分析了模糊PID算法的原理,然后基于SX-10-12型号箱式电阻炉介绍了温度控制系统的整体设计方案、硬件设计以及软件设计,并在Matlab仿真环境下对温度控制系统的运行情况进行论述,旨在提升电阻炉温度控制的自动化水平。

罐式煅烧炉产能因素分析及应用

针对罐式煅烧炉生产运行中出现的首二层温度提升难、频繁“放炮”、料罐硅砖使用寿命短、达不到设计产能等问题,采取了预热空气通道优化、含尘废气收集、石油焦精准配料等一系列改造措施,并规范了罐式炉日常操作方式,使首二层温度提升50℃以上,“放炮”现象基本消除,单罐产能突破设计值100 kg/h。

中频炉烟气吸尘风罩的设计与优化

电解铝行业炭素系统中频炉分布广泛,随着国家对环保排放管控要求的不断提高,中频炉烟气收尘系统达标排放尤为重要。本文介绍了中频炉烟气收尘概况、吸尘风罩工作原理,除尘器与吸尘风罩的关系、吸尘风罩的平均风速等,重点阐述了本公司中频炉吸尘风罩的现状、优化设计过程及效果验证。为中频炉收尘装置的烟气治理提供了宝贵经验,可供相关行业和企业借鉴和推广。

敞开式阳极焙烧炉火道结构参数与操作参数优化研究

本文以敞开式阳极焙烧炉为例,探究了火道结构和操作参数优化对阳极炭块温差的影响。以原始结构作为工况1,设计了4种优化方案,分别对应工况2~5,探究5种工况下阳极炭块的温差。结果表明,在工况5的情况下阳极炭块的温差最低。随后以工况5为例,探究了助燃空气温度、流量,以及两个喷嘴的燃料流量比例对阳极炭块温差的影响。研究表明,适当提高助燃空气温度和降低助燃空气流量,对提高阳极炭块温度场的均匀分布有积极帮助;当两个喷嘴的燃料流量比例为60%:40%时,阳极炭块的温差最低,此时焙烧炉的热效率最高。

罐式煅烧炉内石油焦热解挥发分迁移路径影响机制

采用计算流体力学(CFD)技术构建罐式炉煅烧石油焦过程仿真模型,研究不同因素对罐内压力及挥发分走向的影响规律。研究结果表明:(1)颗粒粒度是控制罐内压力和挥发分走向的最重要且最有效的因素。当等效粒径d_(p)为1 mm时,在L2~L8火道对应的料罐区域,罐内处于正压状态,挥发分热解气体存在向下迁移趋势,易造成“下火放炮”炉况异常。(2)适当提高火道温度、降低单位排料量和挥发分含量也是抑制“下火放炮”炉况异常的有效措施。火道温度越高,料罐中心的压力越低,料罐出口的热解气体泄漏量也随之降低。单位排料量和挥发分含量越大,料罐中心的压力也越大,料罐出口的热解气体泄漏量也相应增加。研究成果可为揭示“下火放炮”的本质,确保罐式炉稳定运行及节能降耗提供理论基础。

钼精矿多膛炉氧化焙烧炉床底料增厚机理分析

工业上一般采用氧化焙烧-氨浸工艺处理钼精矿,多膛炉在氧化焙烧钼精矿过程中时常出现烧结现象,造成炉床增厚,严重影响生产。针对此问题,本文以某公司钼精矿多膛炉炉床底部增厚料为研究对象,进行垂直立体取样检测,分析样品的物相组成与微观形貌,结果表明,炉底增厚料底层由CaMoO_(4)、CuMoO_(4)、CuSO_(4)、CaSO_(4)等杂质,以及MoO_(3)和MoO_(2)物相组成;中层主要由MoO_(3)以及少量Mo_(4)O_(11)、MoO_(2)和CaSO_(4)等物相组成;顶层主要由MoO_(3)以及极少量Mo_(4)O_(11)、MoO_(2)物相组成。分析认为炉底增厚料初期大量杂质元素在铺底料(SiO_(2))表面富集,形成“黏结”的低熔点化合物;随着生产进行,低熔点化合物和钼氧化物在初期增厚料底层上进一步沉积形成炉底增厚料顶层料,随着生产时间的增长,炉底增厚料不断沉积增厚。通过控制入炉原料杂质元素种类及含量、焙烧温度、物料搅拌强度、焙烧时间、料层厚度等措施可以减小炉底料的增厚速度,减少多膛炉炉床维护,节约生产成本。

澳大利亚铝工业的全球化之路--世界铝工业百年兴衰史系列(七)

澳大利亚铝工业始于二战后铝土矿资源的大发现,大型跨国公司蜂拥而至,开矿、建厂,这里成了全球最大的铝土矿和氧化铝出口国。20世纪60-70年代,矿山-氧化铝-电解铝一体化项目盛行;80-90年代,氧化铝和电解铝都进入快速发展期;进入21世纪,铝土矿开发加快,氧化铝仍然强势,电解铝停滞。澳大利亚是全球化的代表,铝产能主要控制在大型跨国公司手里。

加拿大铝工业的百年简史——世界铝工业百年兴衰史系列(六)

加拿大是世界铝工业传统强国,长期位居世界前列,魁北克省丰富的水力资源,造就世界知名“铝谷”。早期加拿大铝工业被美铝垄断;20世纪下半叶开始加铝主导、其它大型跨国公司陆续进入,以政府网电与铝厂的双赢合作模式良性发展;进入21世纪产能增速放缓。加拿大铝工业国家比较优势明显,长寿铝厂多,其核心竞争力是水电、铝电联营、重视科技研发和技术提升等。总结及展望。

俄罗斯铝工业的前世今生——世界铝工业兴衰史系列(四)

苏联时期铝工业的发展背景,依靠制度优势和资源优势打造出强大的铝工业体系,铝生产和铝消费同步发展;1991年之后俄罗斯私有化改革使铝工业走向独家垄断;国家解体使铝消费崩溃重建;俄罗斯电解铝工业持续强势,国际比较优势明显;氧化铝工业日益衰落,走向全球化布局;总结苏联/俄罗斯铝工业发展的经验教训。

阳极焙烧炉周墙新型保温结构探讨与分析

阳极焙烧炉周墙通过采用轻质、低导热、高强度、长寿命的新型保温材料并优化配套砌筑结构是未来炭素行业实现绿色低碳、节能减排目标的有效途径之一。通过焙烧炉周墙结构优化、温度分布、散热和蓄热计算等综合对比分析,论证了新型保温材料在焙烧炉运行工况下的应用可行性,并结合理论计算和现场生产实践,提出了优化建议和注意事项。

大型搅拌槽顶梁结构设计及优化

本文主要阐述了氧化铝生产中大型搅拌设备-槽顶梁的设计方法及其优化思路,并以某氧化铝项目中的种分槽为例,应用有限元分析对该设备中槽顶梁的力学性能、载荷情况、稳定性进行了有限元分析计算,提出优化解决方案,并对其进行校核计算加以综合验证。在保证工程设计可靠性的基础上,最大限度地优化了工程材料使用量,最终实现了槽顶梁的工程优化设计。

超低能耗绿色节能技术工业试验研究

从2015年至今,沈阳铝镁设计研究院有限公司(SAMI)陆续开展了一系列科学研究以及试验,主要是围绕铝电解技术向环境友好型、深度节能型的发展方向进行。通过采用降低阴极压降的同时提高电解槽磁流体稳定性的技术路线,SAMI开发了一种新式节能阴极结构技术(简称NCCT技术)。沈阳院采用NCCT以及NCCT+技术,在2个500 kA电解系列中进行工业扩大化试验中应用。试验统计数据表明,NCCT技术的能耗为<12300 kWh/t-Al,NCCT+技术的能耗为<12200 kWh/t-Al。

降低卡尔多炉炉体振动的有效措施研究

文章介绍了卡尔多炉炉体主要组成部件及运行中出现的问题,对炉体振动偏大的原因进行了分析,针对主要造成炉体振动偏大的因素,制定优化及应对措施后,卡尔多炉炉体振动现象明显降低,炉体故障率大幅下降,延长了设备备件使用寿命,降低了检修费用,保障了设备的安全稳定运行。

镍闪速炉上升烟道抑制结焦技术研究

镍闪速炉受自身结构和工艺特点的原因,闪速炉喉口部结焦一直是生产中的重要症结,难以完全消除。基于此,文章研究开发并应用了一种适用于镍闪速炉的结焦抑制剂和富氧油枪喷吹技术,可以处理沉积问题并抑制结焦,同时在管道表面形成金属膜以防止烟气对锅炉金属材质被腐蚀,喷吹设施简单易操作,占地面积小,能够在闪速炉投料状态下稳定使用。