回转窑内传热及燃烧过程的数值模拟

运用流体模拟软件Fluent和Matlab分别对碳素煅烧回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了研究,预测了窑内烟气、窑内壁和料层的温度分布。结果表明,窑内的高温区域主要集中在挥发分大量燃烧的区段上;二、三次冷空气的引入均会使窑内烟气温度明显下降,但对料层温度影响不显著。将窑外壁的计算结果与其实际测试结果进行了比较,两者吻合较好,说明该模拟方法的适用性,从而为碳素回转窑的优化设计和经济运行提供了指导和依据。     

回转窑传热模型与数值模拟

对回转窑内传热过程进行了分析 ,在已有研究基础上归纳了各项换热系数的关联式 ,尤其结合热渗透模型完善了回转壁面与料床之间传热机制的研究 ,并提出通用的计算关联式。进而提出了内热式炉型的一维轴向传热模型 ,并根据已发表的试验数据验证了该模型和各换热系数的适用性。计算表明在窑内低温段 ,物料的受热主要来自其覆盖的回转壁面对其加热 ;而在高温段 ,气体的辐射热量成为加热料床的主要热源。此外 ,由物料进口端沿轴向窑壁散热增大 ,在窑内高温段窑壁的散热甚至高于物料吸热量 ,因此在回转反应器的设计中应充分考虑窑壁散热造成的热效率降低并采取相应措施。     

预分解窑入窑物料窑内温升特点探讨

本文通过数值模拟的手段,建立预分解窑(NSP)物料入窑后在回转窑内的气体、筒壁、物料的温度分布模型,从温度分布规律的角度来看物料温升特点,探讨预分解窑工艺回转窑内熟料烧成进程.模拟认为入窑物料刚进入回转窑时,温度上升缓慢,这将影响到熟料烧成进程,造成回转窑不必要的能量损失.     

文摘

回转窑热工状况影响参数的数值模拟[刊,中]/陈文仲,王春华,田远航,等//化工学报,2011(1):47~52以某炭素厂Φ2.3 m×55 m的回转窑作为研究对象,运用流体模拟软件Fluent和Matlab分别对回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了模拟,预测了回转窑参数如二、三次供风量和位置、翻料装置、物料填充率、窑转速等     

回转窑热工状况影响参数的数值模拟

以某炭素厂φ2.3 m×55 m的回转窑作为研究对象,运用流体模拟软件Fluent 和Matlab 分别对回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了模拟,预测了回转窑参数如二、三次供风量和位置、翻料装置、物料填充率、窑转速等对窑内温度场的影响。结果表明合理布置二、三次风供风量和位置、设定翻料装置的尺寸和个数能够有效提高窑内温度,进而提高煅后焦质量;合理增加物料填充率和提高窑转速既能够提高回转窑产能,又能够保证煅后焦质量。     

耦合工况下回转窑热工过程综合数学模型

从回转窑的结构特点及物料运动特性出发,针对回转窑热工过程中所涉及的对流、辐射、传导多种热交换方式及复杂的物理化学反应,应用区段法建立了反映回转窑热工过程特点的综合数学模型。结果表明:大部分区段烟气、料床、窑壁温度分布规律基本相同,但烟气温度高于料床、窑壁温度;在距窑头约10 m处,烟气温度达到最高值1 524℃,随后烟气温度沿轴向下降,到窑尾,烟气温度下降到最低值383℃;料床温度随窑体转速的增加而减低,温度愈高,窑体转速对料床温度的影响愈显著。     

回转窑内滚动状态下颗粒横向运动的影响因素的实验研究

回转窑内物料颗粒的横向运动使物料的传热和传质得到加强,其研究对于回转窑的优化设计和运行是十分重要的。本文在数学模型的基础上采用数码摄像的方法对多种物料颗粒在旋转筒体内的横向运动进行了实验研究,考察了筒体直径、旋转速度、料床内物料的动态休止角等参数对于泻落层厚度、颗粒运动速度、流量以及物料在料床表面停留时间的影响,并通过实验验证了数学模型。     

文摘

改进阳极焙烧工艺降低生产能源消耗；应用Excel管理电能报表促进企业能源管理；回转窑内物料停留时间的计算方法；石油焦煅烧回转窑风压平衡控制技术改进；石油焦粉焦的来源、危害及对策；阳极焙烧炉三维数值模拟与优化设计；世界功能纤维发展概况；大田细鳞片石墨的提纯试验研究。     

关于针状焦的煅烧设备选型探讨

目前石油焦的煅烧设备主要为罐式煅烧炉和回转窑,也有的采用回转床。在欧美等国家与地区,石油焦集中煅烧,采用回转窑或回转床;在中国,石油焦煅烧较为分散,其中与大型铝厂直接配套的阳     

关于保护回转窑烧成带窑衬的若干问题

我厂3台Φ3.5×145m湿法回转窑烧成带窑衬寿命一般为200～300天左右,1993年3#窑烧成带窑衬寿命达到312天,创国内湿法窑最好记录,几个工艺带窑衬的使用寿命基本上同步。本文结合实践提出影响烧成带窑衬使用寿命和窑衬保护方面的、见解。 1 窑衬侵蚀机理 无论是湿法窑,还是于法和半干法回转窑,在熟料的煅烧过程中,由于窑内气体温度比物料温度高得多,窑每旋转一圈窑衬表面受到周期性的热冲击,温度变化幅度为150     

煤系针状焦煅烧工艺

用回转窑煅烧煤系针状焦,由于原料性质不同,煤系针状焦煅烧工艺调整与普通石油焦差别很大.本文主要探讨回转窑煅烧煤系针状焦重要温度点的控制及其对煅烧生产的影响.     

石油焦煅烧质量的控制与提高

通过调整窑头窑尾负压，达到控制窑尾温度和干燥带、预热带、缎烧带长度的目的。同时控制回转窑的煅前投料量和大窑转速，亦可在一定程度上达到减少煅后石油焦中流态化焦的产生，降低石油焦在煅烧过程中的二次结焦量，从而改善煅烧石油焦的实物质量和内部结构，为进一步稳定提高炭—石墨制品的实物质量和内部结构奠定基础。     

COMPUTER SIMULATION OF HEAT TRANSFER DURING DRYING AND PREHEATING OF WET IRON ORE IN A ROTARY KILN

In the present study, an improved numerical heat transfer model has been developed for a rotary kiln used for drying and preheating of wet iron ore. The present model includes radiation exchange among hot gas, refractory wall and the solid surface, transient conduction in the refractory wall, and mass and energy balances of the hot gas and the solids. The contribution of gas convection has also been taken into account in terms of a fraction of the radiative heat transfer to the inner refractory wall and the solid surface. The computer results show that the present model can predict the length of the kiln as well as axial solid and gas temperature distributions with reasonably good accuracy. A detailed parametric study reveals that a good design of a rotary kiln requires medium gas flow rate, small angle of inclination and low rotational speed of the kiln.     

石油焦煅烧回转窑内多场耦合数值仿真与操作参数的优化

石油焦烧损严重是石油焦煅烧回转窑存在缺陷。为研究降低石油焦烧损的方法，应用计算流体力学软件，对窑内流场、温度场、浓度场、燃烧释热场进行耦合计算，并对二次风与三次风的位置与方向对窑内各种场的影响进行了研究。结果表明，改变二次风的位置与方向对煅烧带氧气浓度分布的影响较大，适当调整其位置，有利于降低该区域氧气浓度，减少石油焦的烧损；改变三次风的位置与方向，对挥发分的燃烧影响较大，其合理布置可加速挥发分的燃烧，降低能耗。     

Development of process model of a rotary kiln for volatile organic compound recovery from coconut shell

The volatile organic compounds (VOCs) contained in coconut shell are wasted in the carbonization process of coconut shell due to the difficulty of recovery. The VOCs recovery is useful and necessary, because the VOCs are a sustainable energy source, and the recovery is an economically feasible project. A simulation model of the VOC recovery process from coconut shell using a rotary kiln is developed to investigate the process characteristics and the role of model parameters. The model includes the energy and material balances for the processing solid and the gas in the kiln. The validity of the proposed model is partially examined with the experimental results. From the simulation, the dominant heat transfer mechanism is determined for the understanding of the process operation. In addition, the optimal operating conditions of the rotary kiln are found for the use in the design and control of the kiln.     

Modélisation d'un four de calcination du coke de pétrole: I. Le modèle

In this first of a two-article series, a one-dimensional steady-state mathematical model has been developed to simulate the process of calcination of petroleum coke in a rotary kiln. The model is made of 14 ordinary differential equations describing the conservation of energy and mass in the coke bed and in the freeboard gas. They are solved simultaneously using the 4th-order Adams-Moulton numerical method. The model calculates the various temperature profiles and the mass concentration profiles of the different chemical species. Special emphasis is laid on the usual process variables such as calcined coke recovery factor, and the loss of coke in the form of dust exhausted with the gas. In the second article, a complete simulation will be presented and the results discussed. Also, a comparison with existing models will be made.     

一种钛白粉转窑煅烧尾气余热利用新装置

钛白粉煅烧转窑尾气的高湿、高硫、高酸露点的特性使得转窑尾气余热利用过程中换热器寿命不理想。在总结已有尾气余热利用方式存在问题的基础上,提出了一种长寿命、易维护的套管式热管余热利用装置,该装置由彼此分离的换热套管通过弯头、法兰连接成为整体,尾气垂直横掠双层套管段,与高硫、高湿的尾气通过相变介质的相变完成热量由尾气向取热介质的转移,产生钛白粉生产工艺所急需的蒸汽,双层管的相变换热套管对比单层管的重力热管换热器寿命明显延长;连接换热套管的单层管弯头不与高湿、高硫尾气换热,大大减轻了尾气对单层管的腐蚀。换热器应用在3.6 m×58 m的钛白粉煅烧窑上,每年可以产生0.9 MPa的水蒸气1.12万t,为企业带来可观的经济效益。