燃气喷吹耦合热风循环烧结的热风罩内数值模拟与结构优化

热风烧结耦合燃气喷吹技术是在热风罩内同时进行热风循环烧结和燃气喷吹的一种新型强化烧结技术,该技术能提高烧结矿产质量、降低烧结固体燃料消耗和污染物排放量。当流场均匀性较低时,喷出的燃气易富集、着火和逃逸,严重影响运行安全。为此,本文利用Fluent软件对某烧结厂500 m²烧结机热风罩内流场进行仿真模拟,结果表明：热风进入罩内后偏向于一侧料面,并在进气口下方产生回流死区使得外界空气进入罩内阻碍喷出的燃气进入料面,导致喷吹管附近燃气富集;通过优化罩内结构,使得进入料面的最大风速由6.42 m/s降低至2.72 m/s,料面风速方差由2.70降低至0.25,喷嘴出口区域和料面的最大燃气质量分数分别由1.82%和0.98%降低至1.30%和0.53%,相比原结构分别降低了57.63%、90.74%、28.57%和45.92%;优化后侧部漏风平均风速由1.17 m/s降低至0.22 m/s,相比原结构降低了81.2%,保证了燃气喷吹耦合热风循环烧结系统的安全高效稳定运行。     

烧结烟气循环罩漏风数值模拟

烟气循环技术是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式,可以显著提高烧结余热利用率,降低污染物排放。本文利用CFD软件对某钢厂烟气循环系统的烟气罩进行了模拟,研究了导流板角度对料面压力、烟气循环罩的漏风率和烟气流动速度的影响。结果表明：漏风口流速过大,导致进入烧结料面风量降低,烟气在烧结料面氧含量相对较低,通过在远离进气口的漏风口处增加导流板,烧结料面的烟气流速增加,烟气分布更加均匀,即使导流板角度改变,料面风压基本不变;漏风率由10.071%降至3.932%;烟气流速与导流板角度成反比例关系,当导流板与烧结料面角度为31.37°时,烟气流速最高,为1.324 5 m/s,漏风率最低,仅3.932%。通过改变导流板与烧结料面的角度,增加了烟气流速和进入烧结料面的氧气含量,使烧结燃料地更加充分。     

烟气循环烧结热风罩内气流数值模拟及优化

烟气循环技术是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式,对提高烧结余热利用率、降低污染物排放和烧结能耗具有显著效果。但循环烟气在烟气罩内流动状态、烟气罩漏风状况等对烟气循环的效果及稳定性至关重要。为此,对某钢厂循环烟气罩内烟气流动状态及漏风状况进行模拟,结果表明:现有烟气罩人孔打开时虽然在一定程度上削弱了烟气进入形成漩涡的强度,但并未改善烟气旋转流动,导致料面上烟气流速不均;通过优化烟气罩内导流板结构和数量,削弱了烟气罩内烟气旋转流动,明显改善了循环烟气的流动,使烟气分布更均匀;同时烟气罩漏风状况大大改善,优化后使A侧漏风口由漏风1.2 m3?s?1变为吸风2.4 m3?s?1,有利于烧结生产的顺行。      

烧结烟气循环系统数值模拟

摘要：以沙钢4号烧结机烟气循环系统为研究对象,建立烧结烟气循环系统三维数值计算模型。对烟气循环系统的烟气分配器及循环烟罩进行数值模拟,计算得到烧结循环系统速度场和温度场。计算结果表明：相比于常规循环烟罩结构,烟气分配器安装在循环烟罩的上部时,循环烟气吹扫范围在料面宽度方向上达到完全覆盖,在料面宽度方向上循环烟气的温度和速度分布梯度较小;分配器支管加装导流板后,支管出口的速度场有了一定的改善,中心区域和边缘区域的主流烟气速度基本相同,速度可达26m/s;分配器支管加装导流板后,循环烟气吹扫面积增加了一倍。     

济钢热风烧结工艺技术改进

通过对原有的动力式热风烧结系统进行改造,取消高温风机,充分利用带冷机的鼓风正压和台车的抽风负压压差,形成管路虹吸后靠自身压差自流循环,实现无动力消耗的热风烧结。系统改造后,消除了含尘热风大量外溢的现象,实现了70m2带冷机余热资源合理利用,减少了含尘热废气排放,每天可节省电能约900kW。     

烧结SDA脱硫塔旋流片结构优化

SDA脱硫塔上、 下旋流片结构直接影响气流分布和脱硫效率.文章采用Fluent模拟软件,针对F100脱硫塔的结构特点,建立脱硫塔与旋流片的物理模型,研究不同旋流片结构条件下的脱硫效率变化规律.旋流片长间比、个数影响旋流强度,进而对脱硫效率有较大影响.结果表明:随着旋流片长间比的增加,脱硫效率先升高再趋于平稳.结合实际条...     

烧结大烟道烟气循环利用合理的循环烧结面积控制研究

研究了利用烧结大烟道废气进行热风烧结时合理的循环烧结面积,试验采用自主开发的加热炉,考察了不同热风保持时间对烧结过程参数、烧结矿质量以及烧结技术经济指标的影响。试验结果表明,热风保持时间在6 min和8 min时各项指标均达到较好水平,建议废气循环烧结面积采用总烧结面积的23%~35%。基于上述试验结果,对迁钢360 m~2烧结机实施了烧结大烟道废气循环改造,改造后废气循环烧结面积占总烧结面积的22%,烧结矿质量明显改善,平均粒径提高2.25 mm,固体燃耗降低2.85 kg/t。     

烟气循环烧结过程料层温度及NOx排放模拟模型

 为了研究烟气循环条件影响料层的热状态及减排机理,依据烟气循环烧结过程主要反应的热力学和动力学、气-固传热规律以及气体流体力学,建立了烟气循环烧结料层温度及NO_x排放的数值模拟模型。试验验证结果表明,模型计算的料层温度、气体组分(O₂、CO、NO)等与试验检测值吻合较好,料层温度及NO排放浓度相对误差在±5%以内;根据模拟模型分析可知,烟气循环烧结中影响NO排放的主要因素是烟气循环中O₂和CO浓度,随着O₂浓度的降低和CO浓度的上升,燃料氮氧化反应速率明显下降,NO-CO还原反应速率升高,烟气中NO平均排放浓度降低。     

烧结烟气SCR脱硝反应器流场模拟与设计优化

选择性催化还原法（SCR）被认为是最适宜用作脱除烧结烟气氮氧化物的方法,而反应器内烟气速度分布的均匀性是决定系统脱硝效率及氨逃逸率的重要因素。为了研究导流板、整流器等内构件对反应器内流场的影响,采用数值模拟的方法对流场进行计算,得到并对比了空塔及设置不同内构件时反应器内速度云图。结果表明,在烟道弯头加入导流弧形板与直板组合以及在反应器本体加入整流器,可以有效改善流场均布性,对脱硝反应产生积极影响。     

烧结烟气分段式综合处理新工艺的设计

依据烧结烟气中SO2和NOx浓度分布特点的研究结论,结合现有热风烧结的研究实践,设计了一种烧结烟气分段式综合处理新工艺。该工艺按烧结烟气中的各污染物分布特点将烧结过程分为4个部分,有选择性地将烧结烟气以不同手段进行分段处理,从而实现将烧结烟气脱硫、脱硝分段治理工艺与热风烧结生产工艺有机结合的烧结烟气环保减排综合处理。与传统工艺相比,本工艺预计可使烧结脱硫脱硝烟气处理量减少40%~60%,而污染物浓度提高50%左右,同时烟气脱硫、脱硝设施的设备投资和生产成本分别减少40%左右。     

烟气循环烧结工艺中富氧和焦炉煤气喷吹的优化

利用铁矿石烟气循环烧结的静态工艺模型,研究了富氧、焦炉煤气喷吹及其组合使用对铁矿石烟气循环烧结工艺的固体燃料消耗和污染物排放的影响.结果表明:基准烟气循环烧结工艺中,焦粉单耗为44.284 kg/t,CO_2、SO_2和烟气排放量分别为339.123、1.306和2 060.478 kg/t;采用富氧率为7.0%优化工艺,焦粉单耗减少了0.64%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了8.86%、10.34%和20.37%;采用焦炉煤气喷吹量为0.5%优化工艺,焦粉单耗减少了8.69%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了3.06%、2.3%和2.74%;采用富氧率为7.0%,焦炉煤气喷吹比例为0.5%的综合工艺,焦粉单耗减少了9.59%,CO_2、SO_2和烟气排放量分别减少了11.84%、9.57%和22.65%.     

选择性催化还原脱硝系统设计及优化的数值模拟

在SCR工艺中,氨和烟气的混合程度由烟道中的流动工况来决定。实验研究因为设备尺寸的原因而受到限制。将计算流体力学软件(CFD软件)引入到SCR系统的设计中,利用计算机的运算功能对SCR系统烟道内的流动情况进行模拟。通过模拟,对SCR反应器及其连接烟道的速度、压力、氨浓度分布进行分析,以优化烟道和反应器的设计,使烟气和氨的分布最均匀,并使进出口的压差最小,从而完善了SCR系统设计。     

内燃式热风炉燃烧器结构优化

针对内燃式热风炉在燃烧期烟气中CO含量超标问题开展研究工作,提出一种改进型的矩形燃烧器结构,在煤气通道中加入挡板来改变高炉煤气的流动方向。以某公司3号高炉热风炉为研究对象,建立了内燃式热风炉矩形燃烧器和燃烧室的三维模型。利用CFD模拟技术对矩形燃烧器的原始结构和改进后的结构进行燃烧模拟,在矩形燃烧器中加入的煤气挡板分别采用45°、60°、75° 3种倾斜角度放置,分析在不同倾斜角度下的温度场和CO浓度场。与原始结构的结果进行对比,结果表明,优化结构之后燃烧室出口截面的温度场中高温区范围有所扩大,两端眼角处的CO平均体积分数有一定程度减少。当煤气挡板的倾斜角度为60°时出口截面平均温度上升最大,平均温度从1 669 K上升到1 676 K,出口烟气中的CO平均体积分数下降最多,CO平均体积分数从0.007 028%下降到0.005 678%。