【摘要】：鼓泡床反應(yīng)器能使還原氣體與鐵礦粉充分混合,可顯著強(qiáng)化氣固兩相傳熱、傳質(zhì)及反應(yīng)過(guò)程,是FINEX冶金新工藝的主體設(shè)備。然而,由于鼓泡床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)具有典型的復(fù)雜非線性特征,妨礙了對(duì)鼓泡床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)規(guī)律的深入認(rèn)識(shí),不利于鼓泡床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、放大以及對(duì)操作條件的優(yōu)化。基于此,論文根據(jù)多相流理論,在設(shè)計(jì)和搭建可進(jìn)行進(jìn)出料調(diào)控的鼓泡流化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,從不同顆粒屬性和進(jìn)出料方式兩個(gè)方面,開展三維鼓泡流化床內(nèi)氣固兩相流化特性的實(shí)驗(yàn)研究。以粒徑分布為500~600μm的B類玻璃珠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,研究三維鼓泡床內(nèi)氣固兩相流化特性,并測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的有效性。實(shí)驗(yàn)測(cè)得玻璃珠的最小流化速度為0.227m/s,與Wen-yu公式計(jì)算值誤差為-0.8%,床內(nèi)氣泡上升速度測(cè)量值與Davison公式計(jì)算值具有相似的變化規(guī)律,驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用于論文研究的可行性。與二維床在相同床高條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)測(cè)得的最小流化速度偏差為-1.3%,且三維床內(nèi)氣泡上升速度為二維床的2~4倍,說(shuō)明三維床較弱的邊壁效應(yīng)使得顆粒流化的氣速較小,且對(duì)氣泡的上升運(yùn)動(dòng)的阻礙較小。研究具有分布特征的B類澳礦粉的流化特性,并與二維床的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。對(duì)粒徑分布為500~600μm的澳礦粉的流化特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)在三維床和二維床中均存在由礦粉粉化導(dǎo)致的逐級(jí)流化現(xiàn)象。并依據(jù)床層空隙率及礦粉球形度修正wen-yu公式和Gupta公式,獲得計(jì)算該粒徑分布的澳礦粉臨界流化速度公式;并進(jìn)行粒徑分布為100~500μm的澳礦粉(按100μm變化)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:最小流化速度測(cè)量值與修正公式計(jì)算值的平均誤差為6.2%,完全流化速度的平均誤差為5.8%,說(shuō)明該修正公式適用于計(jì)算B類窄粒徑分布澳礦粉的臨界流化速度。將粒徑范圍在500~600μm的B類澳礦粉分別與粒徑范圍在200~300μm、400~500μm的B類澳礦粉及粒徑范圍在600~800μm、800~1000μm的D類澳礦粉按不同體積比進(jìn)行混合,研究混合粒徑分布的澳礦粉流化特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),B、B類混合澳礦粉流化時(shí),床層出現(xiàn)顯著的逐級(jí)流化現(xiàn)象;而B、D類澳礦粉混合流化時(shí),床層出現(xiàn)明顯的局部空穴流化現(xiàn)象,且粉化的細(xì)礦粉會(huì)脫離床層,導(dǎo)致床層壓降減小。進(jìn)一步說(shuō)明礦粉粉化會(huì)影響澳礦粉的粒徑分布,進(jìn)而影響澳礦粉的流化特性。最后,將混合粒徑分布的澳礦粉臨界流化速度測(cè)量值與修正公式計(jì)算值進(jìn)行比較,驗(yàn)證了修正公式的適用性。進(jìn)行流化床系統(tǒng)的進(jìn)出料控制實(shí)驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)粒徑范圍在400~500μm的B類玻璃珠從靜止?fàn)顟B(tài)到流態(tài)化的過(guò)程經(jīng)歷四個(gè)階段:系統(tǒng)啟動(dòng)、料腿蓄壓、床層與料腿協(xié)調(diào)、床層與料腿物料循環(huán)運(yùn)動(dòng);料腿處顆粒運(yùn)動(dòng)速度與流化床表觀氣速、鼓泡床初始靜床高、顆粒的平均粒徑大小等因素有關(guān),隨著表觀氣速增大、初始靜床高增高、顆粒平均粒徑變小,料腿處顆粒的運(yùn)動(dòng)速度均會(huì)變大;此關(guān)系只在系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)范圍內(nèi)有效。綜上,從不同顆粒屬性方面,發(fā)現(xiàn)B、D類澳礦粉不但具有與常規(guī)B、D類顆粒相似的流化特性,也具有粉化、逐級(jí)流化等獨(dú)特的流化特性;從進(jìn)出料調(diào)控方面,探索獲得鼓泡床進(jìn)出料過(guò)程的影響因素。為非高爐煉鐵中FINEX工藝預(yù)還原技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF51
【圖文】：

氣體的穩(wěn)定輸出，程流化床能否正常運(yùn)壓機(jī)是否能滿足需及連接管道存在密度，故而以較粉粒徑為 1~1035×10-5pa·s。計(jì)算：要在三維鼓泡床（ 2.5 所示：

C形彎頭Fig.2.7Theshapeoftheelbow

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2725502