烧结余热回收竖罐内料层传热过程数值计算

罐体料层内气固传热过程是决定罐式回收是否可行的主要因素之一.采用Comsol Multiphysics软件,基于稳定传热前提下,计算了罐体料层内气固传热过程,研究竖罐内的传热规律.研究结果表明:气固比和料层高度是影响料层气固传热的最主要因素,随着气料比增加,烧结矿和气体出口温度逐渐降低,气体所携带的值呈现出先增加后减小的趋势;随着料层高度增加,气料比逐渐下降,气体出口温度逐渐增加,气体携带的值呈现先增大后减小的趋势.针对国内某典型360m2烧结机,配套单罐体,料层高度6～7m,气料比为1 500～1 650m3/t;配套双罐体,料层高度5～6m,气料比为1 360～1 550m3/t.

烧结矿余热罐内温度场的数值模拟研究

为强化烧结矿显热的高效提取,采用CFD软件对烧结矿余热罐内的气固换热过程进行了数值模拟研究,分析了冷却空气进口温度、进口速度对烧结矿与空气之间换热效率的影响。研究表明:冷却空气自余热罐底鼓入,自顶部排出,同罐内高温烧结矿对流换热的过程中,罐内空气在垂直方向上温度梯度较大;随着冷却空气进口温度的增加,出口温度略有增长,但增幅不明显,同时烧结矿的冷却效率略有降低;随着冷却空气进口速度的增加,在冷却前期,较高的空气流速具有较高的冷却效率,冷却后期,较低的空气流速具有较高的冷却效率。

烧结矿余热竖罐式回收利用工艺热力学分析

基于热力学第一、第二定律,建立烧结矿余热竖罐式回收利用工艺的热力学分析模型,揭示用能过程的薄弱环节。首先,系统分析烧结矿余热竖罐式回收利用系统的工艺流程,并在此基础上建立烧结矿余热竖罐式回收工艺的热力学分析模型和评价指标。以国内某360m^2烧结机对应竖罐式余热回收系统为例,分析影响其余热回收与利用的主要因素及其制约环节。研究结果表明:竖罐式余热回收系统中,烧结机、竖罐、余热锅炉的火用效率分别为45.55%,65.63%,57.94%,系统总的火用效率为17.32%。烧结机的火用量损失最大,火用损系数达68.24%。

余热罐内烧结矿显热回收的实验分析

为了高效回收利用烧结工序的显热,本研究以烧结矿在余热罐内的热行为为研究对象,开展了实验研究。研究表明,冷却时间延长,烧结矿冷却效率降低;降低入口空气温度、加快入口空气流速以及加厚烧结矿料层厚度有利于提高烧结矿的冷却效率。随着入口空气温度升高,烧结矿EX回收率先增加后降低,并于70℃时达到EX回收率峰值;入口空气流速提高,EX回收率升高;增加烧结矿料层厚度,EX回收率先增加后降低,并于850 mm达到峰值。

烧结矿余热回收竖罐热工参数优化评价指标的研究

系统阐述和分析了可用于评价烧结余热回收系统参数优化的各种指标。针对现有参数优化评价指标存在的不足,提出了以焓 为目标函数的综合评价指标。以国内某360m2烧结机对应的余热回收竖罐为研究对象,利用已建立的解析计算模型,以竖罐出口热载体携带焓火用最大为判据,获得竖罐适宜的热工参数组合。研究结果表明:国内某360m2烧结机对应的余热回收竖罐适宜的热工参数为:冷却风表观流速为130kg/s,竖罐冷却段高度为7m,冷却段直径为9m,气固水当量比为1.1。

烧结矿余热回收竖罐内关键问题研究

针对传统烧结余热回收系统存在着漏风率高、余热回收效率偏低等难以克服的弊端,借鉴干熄炉的结构和工艺,文章首先提出了烧结矿余热竖罐式回收利用的结构和工艺流程,进而阐述了罐式余热回收系统的基本特点,然后提出了影响罐式回收系统可行性的两个关键问题,即竖罐内烧结矿层气流阻力特性和气固传热特性,并采用实验和数值计算的方法对竖罐内的关键问题进行了详细分析。

基于热载体焓㶲的烧结余热回收竖罐操作参数优化

以烧结矿余热回收竖罐为研究对象,基于多孔介质和局部非热力学平衡双能量方程模型,建立竖罐内气体流动和气固传热的稳态计算模型,模拟研究烧结矿进口温度、空气进口流量和温度等操作参数对竖罐内气固传热过程的影响,并以竖罐出口空气焓㶲为优化目标函数,采用全工况方法得到最大空气焓㶲条件下的最佳操作参数组合。研究结果表明:竖罐出口空气焓㶲随烧结矿进口温度增加而增加,随空气进口流量和温度增加先增加后减小;通过调整竖罐内空气进口流量和温度,可获得最大的竖罐出口空气焓㶲;对于某钢铁企业年产390万t的余热回收竖罐,最优操作参数组合为:空气进口流量为180 kg/s,空气进口温度为333 K。

烧结机竖罐式余热回收技术问题分析

针对烧结机竖罐式余热回收系统局部排料温度高、余热锅炉蒸汽品质低的问题,提出了控制台车表层烧结矿温度、竖罐多口布料、定温排料、改善布风和双车上料5项改善措施。实践表明,以上措施实现了烧结机竖罐式余热回收系统的高效率。

烧结矿余热罐式回收小试竖罐系统设计研究

烧结矿余热竖罐式回收是研究团队提出的一项具有自主知识产权的工艺技术,其吨矿余热发电量有望达到30~35k Wh。文章在理论和实验研究的基础上,采用解析计算的方法建立了年处理量5.5万t烧结矿小型竖罐料层内气固换热解析模型,以出口冷却空气携焓?作为评价指标,得出了小试系统适宜的结构和操作参数。

烧结过程余热资源回收利用技术进步与展望

烧结过程余热回收与利用是降低烧结工序能耗的主要手段之一。概述了国内外烧结余热回收与利用技术发展状况,指出了中国烧结余热回收利用中存在的不足。从工艺流程、技术特点的角度重点阐述了烧结矿余热竖罐式回收发电工艺和烧结过程余热资源分级回收与梯级利用技术;给出了烧结烟气余热回收与脱硫脱硝一体化工艺的基本思路。提出应积极推广烧结过程余热资源分级回收与梯级利用技术,加快开发烧结矿余热竖罐式回收发电工艺,深入倡导烧结烟气余热回收与脱硫脱硝一体化的理念,为中国烧结工序的节能减排奠定技术基础。

烧结余热罐式回收系统及其关键问题

烧结余热罐式回收系统是针对于传统烧结余热回收系统的不足,借鉴干熄焦(CDQ)提出的一种变革性烧结余热回收系统,其具有余热回收率较高、漏风率低等优点。首先描述了罐式余热回收系统的基本工艺流程,进而阐述了罐式余热回收系统的基本特点,然后分析了罐式余热回收系统的关键技术问题,并给出了解决关键技术问题的基本途径。

烧结矿余热竖罐式回收利用工艺流程

烧结过程余热资源的回收与利用是降低烧结工序能耗的主要方向与途径之一。针对传统冷却机在余热回收利用方面存在着系统漏风、回收余热品位和效率偏低等难以克服的弊端,借鉴干熄焦中干熄炉的结构和工艺,提出了烧结余热竖罐式回收利用的结构与工艺,明确了其中的3个关键问题。研究表明,竖罐式回收利用是烧结余热资源高效回收与利用的一条新的途径;不但实现了对烧结矿余热的高效回收,而且,热风即载热介质品质较高,从而有利于后续的余热利用;罐体内料层阻力特性、料层内气固传热以及冷却方式对烧结矿冶金性能的影响是竖罐式回收利用是否可行的3个关键问题。

烧结矿余热回收中试竖罐结构和操作参数解析

烧结矿余热竖罐式回收技术是高效回收烧结矿余热的有效方式之一。在先前理论和实验研究的基础上,以中试竖罐为研究对象,基于非流态化床气固流动与传热理论,建立了竖罐料层内气固传热的解析数学模型,研究了单一参数对竖罐内气固传热过程的影响,然后利用多指标正交试验法进行参数优化,采用加权综合评分法对出口冷却风携带值和料层阻力损失2项指标进行量化处理,得出了中试竖罐适宜的结构和操作参数。研究结果表明,对处理量为40t/h的中试竖罐系统,其适宜热工参数为:冷却段直径4.4m、冷却段高度6.6m、冷却风表观流速0.6m/s。

烧结矿余热回收竖罐热工参数确定方法及其应用

烧结矿余热回收竖罐热工参数的确定是保证竖罐式余热回收技术工程化实施效果的关键因素之一。针对烧结矿余热回收装置热工参数研究不足的问题,提出了以罐体出口热载体焓为判据的竖罐热工参数确定方法;以某年产260万t烧结机为实例,采用解析计算方法确定了竖罐适宜热工参数。热工参数确定的核心在于,首先确定竖罐热工参数范围,进而采用正交试验获得适宜热工参数组合。以单罐为例,计算实例的气固水当量比为1.06,冷却段直径为9.0 m,冷却段高径比为1.0,出口热载体焓为21.33 MW。