浅谈浮法玻璃熔窑用重油燃烧器的结构设计及其发展

燃烧器是浮法玻璃熔窑中极为关键的热工设备。以浮法玻璃空气助燃技术以及全氧燃烧工艺为背景,从结构类型、工作原理、燃烧状态、优缺点以及发展历程等方面对几种具有代表性的重油燃烧器进行了详细介绍。     

P_2O_5对高膨胀光学玻璃结构与性能的影响

以Na_2O-CaO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃系统为基础,制备出一系列不同P_2O_5含量的玻璃试样,并对其相关结构和性能进行研究分析。综合运用XRD、Raman和IR测试手段对玻璃内部结构分析后发现,实验条件下随着P_2O_5含量的增加,P-O-P键的数目不断增加,B_2O_3仍然以[BO_4]的形式存在,通过对拉曼光谱高频段的拟合分析发现,硅氧四面体结构中的Q~2基团不断被弱化。此外,实验中制备的玻璃热膨胀系数随着P_2O_5含量的增加而不断增加,最高能够达到11.39×10~(-6)K~(-1)玻璃软化温度不断降低,玻璃的电导率在P_2O_5质量分数为1.0%出现极大值,之后随着P_2O_5含量的增加而逐渐减小。     

SLC-S分解炉增加物料进口时气固两相流场的数值模拟

以SLC-S分解炉为基准模型,新增一个物料进口,分别对两物料进口在不同的相对位置时的气固两相流场进行了数值模拟.对连续相、颗粒相的计算分别采用k-ε双方程湍流模型和离散相模型,对离散相与湍流之间的相互作用采用随机跟踪模型.模拟所得的气流场分布规律与模型实测结果吻合较好,而且所预测的固、气停留时间以及固气停留时间比值与模型实验预测值相一致.对结构进行优化的模拟结果表明:当两物料进口之间的水平投影夹角大于或等于135°时,尤其是在157.5°时,物料在分解炉内的分散状况皆良好,物料停留时间的绝对值和固气停留时间比值皆很高,为适宜的夹角范围.     

两种带涡流室分解炉内气相流场的模拟对比研究

针对两种带涡流室的同种类型不同炉膛尺寸不同生产效率的分解炉建立模型,运用流体力学软件,采用Euler坐标系下的Realizable k-ε模型对分解炉内的气相流场进行了模拟与对比分析。结果表明,两种分解炉内气流场规律一致,气流进入炉膛后沿分解炉壁面螺旋上升,在分解炉中心区域则形成了低速区;但是,炉膛直径小的分解炉内的气流平均停留时间稍短,约为6.70 s,而炉膛直径大的分解炉气流平均停留时间则更长,约为9.45 s,表明其旋流程度更强,更有利于延长物料在炉内的停留时间。     

回转窑内煤粉燃烧的数值模拟

针对一实际回转窑建立模型进行了煤粉燃烧的数值模拟,其中气相采用k-ε双方程湍流模型、离散相采用颗粒轨道模型、燃烧采用非预混燃烧结合简化的PDF模型、辐射采用P1模型。模拟结果表明：在整个窑长方向,流场由＂双峰＂结构逐渐向＂单峰＂结构转化;一次风射流对二次风的卷吸作用很明显,形成了内回流区和外回流区。火焰形状呈棒槌形,但燃烧器附近低温区很长,需要改进。     

不同品质煤的着火动力学参数研究

主要针对水泥分解炉内的燃烧工况对不同煤质的煤的着火动力学参数进行了研究。结果表明：从无烟煤、贫煤、烟煤，其反应速率越来越大，着火活化能越来越低。干燥无灰基固定碳含量增加，其着火活化能逐渐升高，反应速率逐渐降低。     

数值模拟在玻璃熔窑全氧燃烧技术中的应用

玻璃工业中的全氧燃烧技术在充分利用资源,提高生产效率,保护环境方面已经显示出了非常大的优势。该文对国内外数值模拟技术在玻璃熔窑全氧燃烧改造过程中的具体问题应用进行了全面的总结与分析。其中在全氧燃烧玻璃熔窑中与火焰空间有关的主要问题有:燃烧器的类型、燃烧器位置的排布、燃烧器的高度、碹顶高度、碹顶腐蚀、NOx的排放、排烟口位置。与玻璃液有关的主要问题有:微粒排放和碱蒸气的排放。     

涡旋式分解炉内煤粉与RDF共燃过程中的交互影响

针对一实际尺寸的涡旋式分解炉,建立了煤粉与RDF共燃模型,通过数值模拟的方法研究了从不同高度入炉的煤与RDF共燃过程中的交互影响规律.研究结果表明:位于煤粉进口上方的RDF入炉燃烧后,对来自下方的未燃烬煤粉的燃烧具有一定的阻碍作用,使其燃烧速率降低了,进而使得交互作用区的温度有所降低;而位于RDF进口下方的煤粉燃烧后所产生的高温气流上升至RDF燃烧区后,则对RDF的燃烧产生了很强的促进作用,不仅使其燃烧速率提高了,而且使其燃烧路径缩短了;在燃料完全燃烧所释放的热量相等的前提下,当一部分煤粉被RDF替代后,炉内的温度梯度将变小,但平均温度会有所下降.     

700 t/d浮法玻璃熔窑中玻璃液流动特性与澄清过程研究

从新的视角研究了浮法玻璃熔窑中玻璃液的流动与澄清。利用Ansys CFD软件,对浮法玻璃熔窑内玻璃液流场进行了模拟计算,分析了池窑内玻璃液温度分布和流动特性,在此基础上进一步分析了玻璃液气泡的澄清过程。结果表明,沿窑长方向,玻璃液表面与池底温度分别呈现两个山形分布,玻璃液在池窑内形成三个大范围环流,澄清部前进流和回流速度均先增大后减小。池深方向由液面到池底,玻璃液温度呈梯状递减,在离液面约400 mm深度处液流前进速度为0,热点以后此面以上液流向卡脖平稳流动,到达卡脖处的最短时间为418 s,在此时间内,直径大于1.2 mm的气泡在随液流到达卡脖前可排出,直径小于1.2 mm的气泡能否排出还需进一步研究气泡的上浮和变化规律。     

高岭土悬浮煅烧炉中气固二相流场的数值模拟

针对高岭土悬浮煅烧炉建立几何模型，以天然气为燃料，对气固二相流场进行数值模拟，其中对连续相采用Realizable k-ε湍流模型，对颗粒相采用离散相（DPM）模型。通过改变天然气喷射速度来探究其对煅烧炉内部气流场的影响。研究表明：注入天然气后，气流在整个煅烧炉内的停留时间相较只有空气进入时要短；且天然气存在切向速度，这使得整个流场有着旋转上升的趋势，粒子在煅烧炉主体部分分散迅速，有利于提升悬浮煅烧效率。随着天然气注入速度的增大，煅烧炉内部气流流速也会随之增大，旋流的程度也明显增大，气流在整个煅烧炉中分布更加均匀。