【摘要】：作為重要的煉鋼副產(chǎn)品之一,轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵行業(yè)重要的二次能源。目前,回收的轉(zhuǎn)爐煤氣的含塵量一般在10~100mg/m3之間,利用前需進行除塵處理,使其含塵量降到1 mg/m3以下。鋼鐵行業(yè)使用最多的除塵方法是在煤氣柜前加設(shè)電除塵器對煤氣進行精除塵處理。針對轉(zhuǎn)爐煤氣在混入氧氣的情況下極易發(fā)生爆炸的特性,在改變初始壓強、初始溫度、氧氣濃度及泄爆閥直徑等參數(shù)的條件下,對轉(zhuǎn)爐煤氣爆炸與泄爆過程中壓強、溫度等發(fā)展特征進行了理論分析及數(shù)值計算。本文使用FLUENT模擬軟件,除塵器模型選用了某鋼廠圓筒形電除塵器,經(jīng)合理簡化后進行三維建模。首先,模擬分析了冷態(tài)下電除塵器內(nèi)通入轉(zhuǎn)爐煤氣的流場發(fā)展情況,以此作為爆炸模擬的初始流場;其次,對轉(zhuǎn)爐煤氣爆炸過程進行模擬,探索爆炸機理,并且分析了轉(zhuǎn)爐煤氣初始溫度、運行初始壓強和混入氧氣濃度等因素對爆炸時火焰和流場發(fā)展的影響;最后,基于開口泄爆模型,通過改變泄爆閥直徑、位置,得出泄爆過程中壓強的下降規(guī)律和各方案所需的泄爆時間。結(jié)果表明:氧氣濃度對爆炸過程的影響最大,向后依次為轉(zhuǎn)爐煤氣初始溫度、運行初始壓強,溫度發(fā)展速率高達7.5×105 K/s,壓強發(fā)展速率達到1.23×105 kPa/s;最大爆炸壓強Pmax與初始壓強平P0呈線性增長的關(guān)系,但隨初始溫度的增加而迅速下降;泄爆過程中,泄爆閥直徑越大泄爆效率越高,當(dāng)直徑為1400 mm時,泄爆時間為1.07 s;綜合考慮泄爆閥的泄爆能力和經(jīng)濟性,在除塵器模型中主體部分安裝3個直徑為1200 mm的泄爆閥時,在泄爆過程中氣流分布效果最好。數(shù)值計算與實踐結(jié)果為轉(zhuǎn)爐煤氣用電除塵器凈化工藝中泄爆閥的設(shè)置提供了依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X757

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