60kA底部阴极稀土电解槽极距的模拟优化

以60kA底部阴极稀土电解槽为模型,利用CFD软件模拟极距分别为80、90、100、110和120mm时,阳极表面气体的运动速度和阴阳极之间气体的分布,并对模拟结果进行分析。结果表明,最佳极距为110mm。     

MILD燃烧评定标准验证实验

MILD(炉膛内氧气被强烈稀释到低氧条件下的一种温和燃烧模式)燃烧作为一种洁净燃烧技术已成为国内外研究的热点,然而有关判定MILD燃烧的标准却鲜见报道。为了有效地判定燃烧是否达到MILD状态,本文总结了评定MILD燃烧的3条标准,并实验测量了MILD燃烧的特征参数。通过分析特征参数的规律,发现实现非预混MILD燃烧要同时符合火焰呈淡蓝色或无明显火焰,温度波动比值b小于15%,炉膛中CO和NO_x的质量分数低于100×10~(-6) 3条标准。此研究结果可为非预混MILD燃烧的判定提供参考及依据。     

稀土电解槽电场对阳极气体气含率分布影响的数值模拟

为了研究稀土电解槽内电场对阳极生成气体气含率的影响,本文利用FLUENT软件二次开发功能建立稀土电解槽电场模型,以此为基础进行了稀土电解槽电场与阳极气体气含率相关联数值模拟,并对比了有无加载电场模型的阳极气体气含率分布情况。研究发现,在阳极高度相同时未加载电场模型的阳极气体气含率均小于加载电场模型的阳极气体气含率,在阳极高度为0.250m时有无加载电场模型的阳极气体气含率差值最大,而后差值随阳极高度增大而减小,该发现更符合稀土电解槽运行的真实情况,为大型稀土电解槽的开发提供了理论依据。     

60kA沉浸式稀土电解槽电场的数值模拟

通过计算设计开发新型60kA沉浸式稀土电解槽的基本尺寸结构,并采用数值模拟软件建立了该电解槽的三维电场计算模型。对60~100mm几种不同极距工况下电解槽电场分布情况进行模拟。通过对电场电压的分析可以发现最佳电极间距为70mm,为该槽型的推广应用提供了理论基础。     

稀土电解槽内双电层-温度场耦合数值模拟

运用数值模拟软件COMSOL,建立10 kA底部阴极稀土电解槽阳极插入深度一定时电解槽双电层、温度场的耦合模型。对比稀土电解槽内双电层-温度场耦合前后模拟结果发现,耦合前后双电层电势分布形态基本一致,其数值没有明显差别;温度场的分布形态发生变化,温度分布均在阴阳极之间达到最高,并且耦合后出现高温逐渐下移现象,耦合前后其电解主要区域最高温差约3℃。根据双电层-温度场耦合数值模拟结果,为优化底部阴极电解槽的参数提供理论依据,加快电解槽的设计和开发。     

常温空气非对称射流MILD燃烧特性实验研究

比较了不同的燃烧器结构后设计了非对称射流燃烧器,并通过实验研究了非对称射流燃烧器的射流速度、喷嘴角度对常温空气MILD燃烧的影响。结果表明:丙烷流量在0.4~0.8m3/h、空气流量在11~22m3/h都可以达到MILD燃烧状态;增大射流速度,减小喷嘴角度可以使温度峰值降低,温度分布更均匀,MILD燃烧更稳定,效果更好,NOx排放量大大减小,达到了"近零排放"。     

有关新型绿色环保补炉料发展的综述

冶炼任务不断加重,提高补炉材料质量以便最大限度缩短转炉补炉占用时间尤为重要。同时,节能减排、环境保护是企业面临的重要任务。传统补炉料采用热拌工艺,即镁砂加热后与沥青热态混合搅拌,这种工艺污染严重,生产效率低,工艺复杂,难以满足补炉需求。以电熔镁砂为转炉生产原料,采用新型材料水基粘合剂为结合剂,并对生产工艺进行了一系列的改进,实现了电熔镁砂补炉料的生产,操作过程中实现了“高温快补”且无烟雾产生。绿色环保补炉料的应用,从根本上解决了传统补炉料所带来的烧结时间长,环境污染严重等难题,具有重要历史意义。     

非对称射流喷嘴MILD氧燃烧模拟研究

MILD氧燃烧技术是由MILD燃烧技术发展而来的一种更加节能减排的技术。为了找到一种更有利于MILD氧燃烧实现的喷嘴结构,本文设计了一种单侧倾斜的喇叭口喷嘴,通过改变非对称喷嘴喇叭口开口方向设置了4种不同的喷嘴结构,在各种参数相同的条件下进行了数值模拟研究,并通过速度场与涡量场、组分场、温度场几个方面对非对称喷嘴进行了对比分析。结果表明:非对称射流喷嘴可以将射流气体打散成诸多小体积微团,不同喷嘴结构中大动量喷嘴倾斜角方向影响流场的偏移方向,且影响回流区域的分布;其中喷嘴倾斜面向外放置的喷嘴结构打散气流产生的小体积微团扩散效果最好,CO体积分数最小,回流烟气对O2稀释效果最好,温度分布最均匀,最有利于MILD氧燃烧的实现。     

40kA隔膜钠电解槽电场的三维模拟

借助已有的无隔膜钠电解槽的研究成果,采用数值模拟的方法对有隔膜钠电解槽的隔膜置于不同位置时候的电场分布情况进行了三维仿真模拟,同时根据工业电解槽中电解质电压的计算方法给出了阴阳极之间熔体的具体分布是影响熔盐电解质电压变化的决定性因素,隔膜位置的改变会使得熔体电压发生较大变化,但对自身的影响很小,内外表面的电势差维持在0.2V左右,最终得出隔膜向阴极靠近时对40 kA隔膜钠电解槽的实际电解生产有利.     

加热温度对工业规模CeCl3喷雾焙烧反应器影响的数值模拟

CeO2颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO2颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO2颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850 ℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO2颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明550 ℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。