冶金粉塵灰壓球烘干特性及鏈?zhǔn)胶娓蓹C(jī)干燥數(shù)值模擬研究.pdf

1、含碳球團(tuán)轉(zhuǎn)底爐直接還原工藝是目前處理冶金粉塵較為合理的技術(shù)，而干燥是球團(tuán)進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐還原前必不可少的環(huán)節(jié)，球團(tuán)的干燥過程直接影響球團(tuán)的質(zhì)量和產(chǎn)量，同時，干燥過程是球團(tuán)生產(chǎn)的主要耗能環(huán)節(jié)，因此，改善球團(tuán)的干燥過程有利于實(shí)現(xiàn)球團(tuán)生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。本文采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的手段，研究球團(tuán)干燥特性及鏈?zhǔn)胶娓蓹C(jī)干燥工藝的影響因素，對球團(tuán)鏈?zhǔn)胶娓蓹C(jī)的設(shè)計(jì)、調(diào)試及生產(chǎn)均具有實(shí)際意義。
　　以某廠冶金粉塵灰含碳球團(tuán)為研究

2、對象，建立單個含碳球團(tuán)干燥過程數(shù)學(xué)模型。在模型中考慮了球團(tuán)干燥過程中傳熱、傳質(zhì)、孔隙率和物性參數(shù)的變化，并搭建了含碳球團(tuán)干燥實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)驗(yàn)中測定了含碳球團(tuán)的失重變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型計(jì)算吻合較好，說明建立的單球模型是可靠的。計(jì)算結(jié)果表明：球團(tuán)干燥特性表現(xiàn)為：球團(tuán)干燥過程主要分為升速干燥和降速干燥兩個階段，沒有出現(xiàn)恒速干燥階段，且升速干燥階段較短。同時分析了風(fēng)溫、風(fēng)速、球團(tuán)含濕量、球團(tuán)直徑等對球團(tuán)干燥的影響，發(fā)現(xiàn)風(fēng)溫、風(fēng)速對于球團(tuán)的干燥影響

3、較大，風(fēng)溫越高，球團(tuán)干燥速率越大，干燥時間越短，風(fēng)溫由150℃提高到250℃，干燥時間縮短近一半，風(fēng)溫在200℃以上，風(fēng)速超過1m/s時，球團(tuán)干燥效果較好；而球團(tuán)直徑和濕含量雖然也影響干燥過程，但效果不明顯。因此，實(shí)際干燥過程一般通過調(diào)節(jié)風(fēng)速和風(fēng)溫來縮短干燥時間，提高干燥效率。
　　以單個含碳球團(tuán)干燥數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，建立了鏈?zhǔn)胶娓蓹C(jī)干燥過程的多料層數(shù)學(xué)模型。在模型中不僅考慮了含碳球團(tuán)干燥過程的傳熱、傳質(zhì)、孔隙率和物性參數(shù)的變化，還

4、考慮了機(jī)速以及球團(tuán)層之間水分的凝結(jié)、熱量的耗散等因素。控制方程的離散采用隱式差分法，離散方程的求解采用交替方向隱式算法，并利用球團(tuán)廠提供的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明：各段中模擬值與生產(chǎn)檢測值之間的最大誤差不超過10％，說明模型適用于生產(chǎn)實(shí)際。
　　對鏈?zhǔn)胶娓蓹C(jī)模型求解表明：鼓風(fēng)段中，料層溫度隨著其高度的增加而減小，濕度則隨著高度的減小而逐漸減?。怀轱L(fēng)段中，料層溫度隨高度的增加而增大，濕度則隨著料層高度的增加而逐漸減小，