三带模拟移动床色谱分离过程的实验分析

在自行设计组装的一套三带模拟移动床色谱系统基础上,对三带模拟移动床色谱系统的分离过程和主要的操作参数切换时间及柱不对称性的影响作了比较详细的分析.通过具体的分离实验,验证了三带模拟移动床色谱的主要操作参数切换时间对分离结果的影响.     

烧结环冷机分层布料的数值模拟与优化

基于局部非热平衡换热理论,建立多孔介质内气体-颗粒两相非平衡换热的能量双方程模型,并通过计算流体动力学软件(FLUENT)和自编程序的结合,对三维环冷机内的换热过程进行仿真计算,研究环冷机内各层物料粒径对换热的影响.研究结果表明,采用分层布料工艺,将大粒径物料分布于环冷机底层,小粒径物料分布于中层,可以增加约14％的余热利用量,且有助于实现环冷机内温度场分布的均匀性,研究结果对环冷机分层布料以及余热利用具有参考作用.     

氧化铝种分过程浓度及质量比模型的研究

从种分过程的动力学机理出发,结合实验室实验和生产现场的工业试验,以铝酸钠溶液分解过程的动力学方程为数学模型,利用Simulink软件包建立种分过程的浓度变化的动态模型对种分过程进行模拟,预测不同工艺条件下连续分解槽的氧化铝浓度变化。基于分解槽浓度变化直接影响铝酸钠溶液的分解率,利用模型来研究不同工艺制度下种分过程分解率的变化,同时建立连续分解槽的质量比(Rp)模型,通过Rp模型预测不同工艺条件下种分过程的分解率。研究结果表明：降低初温和降低末温有利于提高分解率;实际生产过程的温度是波动变化的,温度异相位波动比同相位波动对分解率影响更大,故可根据天气状况及时调整种分工艺条件,为分解工艺参数的调整和优化提供一定的参考依据。     

煤粉锅炉膜法富氧局部助燃技术

针对150 t/h煤粉动力锅炉存在结焦、热效率低及NOx排放浓度高等问题,在冷态动力场试验的基础上,借助计算机仿真技术,应用k-ε-g湍流燃烧模型及煤的双挥发反应热解模型对炉内流动及燃烧过程进行数值计算,开发局部富氧助燃技术,设计膜法富氧局部助燃系统,并将局部富氧助燃技术应用于煤粉锅炉的工业试验。实践结果表明:局部富氧助燃技术的应用,能有效地解决炉膛结焦和高温腐蚀问题;提高低负荷不投油稳燃能力;燃用贫煤时,可以在50%额定负荷下断油稳燃;大渣及飞灰可燃物含量降低,排烟热损失减少1.2%,锅炉实测热效率比常规运行方式下的热效率提高2.5%以上;锅炉NOx排放量在120~150 t/h负荷下为627~768 mg/m3。     

基于料层最高温度控制的铁矿烧结燃料合理分布

利用所建立的铁矿石烧结过程传热数学模型,对某钢铁企业烧结机的常规烧结过程进行模拟计算,得到不同深度的料层最高温度分布,并通过烟气温度计算值与测试值的对比验证模型的可靠性。通过对料层本身所含热量和可利用热量的计算并结合料层最高温度合理取值,得到以0.04 m厚度为单元的各料层燃料含量合理取值,并以此为基础提出燃料合理分布的优化方案。与常规方案、基于平均分层的标准方案在料层最高温度稳定性、最高温度所在区域、冷却速度以及燃料含量的对比结果验证了优化方案的合理性和节能性。     

环冷机偏析布料研究

以提高环冷机的余热利用量为目标,对环冷机的布料工艺进行优化研究,并研制实现新型布料工艺的设备。基于多孔介质模型和局部非热平衡双能量方程模型建立环冷机内烧结矿冷却过程的仿真模型,利用该仿真模型对环冷机不同分层布料工况下烧结矿冷却过程进行数值仿真试验研究。研究结果表明:按粒径由料面至底部为"中—小—大"分布的工况余热利用量最大,比常规工况提高14.05%。以此工况条件下台车内料层分布状态为理想目标布料状态,着手进行偏析布料斗的设计研发,并且对研制的偏析布料斗进行半工业化试验研究。偏析布料斗在环冷机布料过程中具有较好的偏析布料效果,并且偏析布料状态为理想目标布料状态。     

基于环冷机集热罩的烧结矿余热回收优化

利用仿真实验方法,对烧结矿料层孔隙率、颗粒粒径、烧结矿初始温度、料层高度、冷却空气入口温度、冷却空气入口风速等因素对集热罩内热烟气平均温度的影响进行分析.对各个影响因素进行仿真实验并将仿真结果进行曲线拟合,得到其与集热罩内烟气平均温度的拟合曲线.利用待定系数法和各个因素的幂函数构造线性函数组合,得到其函数关系式,利用此关系式可以对热烟气平均温度进行预测;将其与测试数据对比,其误差小于8%.利用此关系式对传统集热罩布置方式进行分析,针对其不合理性,提出了优化的集热罩恒温布置方式.     

铁矿石烧结过程传热传质数值模拟

铁矿石烧结是一个复杂的传热传质过程,包括各相之问的传热、水的蒸发与冷凝、碳燃烧、石灰石分解、矿石熔化与凝固以及气相反应等方面.通过对烧结过程进行研究,以多孔介质模型为基础,结合局部非热力学平衡的能量双方程模型、组分传输模型和烧结反应动力学模型,以FLUENT软件为计算平台,采用自定义标量(UDS)构建能量双方程模型,采用自定义功能(UDF)对能量方程、组分传输方程的源项进行修正和定义,建立铁矿石烧结过程传热传质的三维非稳态计算模型.利用该模型对烧结过程进行数值模拟,得到气、固温度以及主要烟气成分的分布,通过与测试值的对比来验证模型的可靠性.     

非线性三带模拟移动床色谱的半解析优化计算

针对三带模拟移动床色谱的实际模型,用一种融合了前馈与反馈的半解析优化计算方法对三带模拟移动床色谱过程进行了模拟.首先,由非线性单柱色谱理 论解析地给出一个三带模拟移动床色谱的主要操作参数即切换时间值,然后利用所得结果与 目标量之间的偏差来校正切换时间,在理论指导下进行优化搜索,切换时间能很快达到最佳 值.将测得的系统参数引入计算,并将计算结果用于实际操作,得到了很好的分离效果.     

喷吹方式对煤粉燃尽率的影响

为研究高炉喷煤采用不同喷吹方式对煤粉燃烧效率、煤焦置换比以及高炉生产的经济效益的影响,以某企业3号高炉为对象,建立回旋区煤粉燃烧过程的计算模型,并基于该计算模型研究不同煤种、喷枪形式和富氧率对煤粉燃尽率的影响。研究结果表明:烟煤的燃尽率高于无烟煤和混煤的燃尽率,双煤枪的燃尽率高于单煤枪和氧煤枪的燃尽率;当喷煤比不超过150 kg/t时,该高炉的最佳富氧率为5%。