焙燒豎爐,是課題組借鑒鋼鐵球團豎爐提出并在朝陽得以建造的一種釩鈦磁鐵礦直接提釩焙燒設(shè)備,是遼西釩鈦磁鐵礦直接提釩工藝流程中的核心設(shè)備,其決定著焙燒效果,進而影響著后續(xù)的浸出、凈化富集和沉淀等單元操作。其內(nèi)焙燒實質(zhì)是釩鈦磁鐵礦球團受燃燒產(chǎn)物加熱而后被冷卻空氣冷卻的氣固傳熱過程,因此,提升豎爐焙燒效果的關(guān)鍵是改善爐內(nèi)料層氣固傳熱效果。焙燒豎爐本質(zhì)是氣固顆粒移動床,爐內(nèi)氣固傳熱可視為穩(wěn)態(tài)傳熱,數(shù)值計算是主要研究手段。目前,有關(guān)移動床氣固傳熱數(shù)值計算,多集中于冶金和化工領(lǐng)域中,其主要特點:大部分基于局部熱力學(xué)平衡模型,僅有的基于非平衡模型均將穩(wěn)態(tài)問題近似為非穩(wěn)態(tài)問題;阻力特性系數(shù)基于經(jīng)典Ergun公式,缺乏針對性。焙燒豎爐,其最大難點在于“多進口、多出口”,傳熱過程復(fù)雜。基于此,本文基于FLUENT軟件,采用局域熱力學(xué)非平衡模型,推導(dǎo)基于穩(wěn)態(tài)流動的雙能量方程;開展球團阻力特性研究,并以UDF形式編譯于FLUENT軟件中,藉此開展豎爐內(nèi)氣固傳熱過程數(shù)值計算,進而解決遼西中試爐現(xiàn)場運行的部分熱工問題,為后續(xù)的中試爐技術(shù)改造奠定基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明:（1）爐內(nèi)氣流流動狀態(tài)臨界雷諾數(shù)約為2100;湍流流... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１釩鈦磁鐵礦短流程直接提釩工藝流程??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｉｒｅｃｔ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖａｎａｄｉｕｍ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｍａｇｎｅｔｉｔｅ??

釩鈦有限公司聯(lián)合提出了?一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的釩鈦磁鐵礦氧化焙燒豎式爐窯［３＜，該??新型豎爐不僅滿足生產(chǎn)要求、爐內(nèi)溫度和氣氛易于控制，同時節(jié)能顯著。目前該豎式爐??窯己在朝陽地區(qū)建成并投產(chǎn)試運營，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖１．２所示。??、—ｔ—４Ｔ???－—＾?Ｉ－?????Ｔｆ?ｇ?Ｔ??Ｉ丨２??丨?Ｌ??■？■?ｆ?ｉ?＾?分??ｔｙ?產(chǎn)?｜?ｋ！＝ｊｉ??段?Ｉ?２??ｍＳ??Ｉ??圖１．２焙燒豎爐結(jié)構(gòu)簡圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｈａｆｔ?ｆｕｒｎａｃｅ??該新型豎爐包括由爐墻組成的爐膛，位于爐膛下端的旋轉(zhuǎn)卸料裝置，設(shè)于爐膛上部??的釩鈦礦進口和設(shè)于爐膛內(nèi)中部的導(dǎo)風(fēng)墻。爐墻下部設(shè)有冷風(fēng)進噴口，中部外墻兩側(cè)設(shè)??有燃燒室。其工作過程為：造球后的球團經(jīng)加料裝置從豎爐上部加料口送入，由豎爐上??部設(shè)立的爐頂格柵預(yù)熱，而后經(jīng)過預(yù)熱的球團下行被高溫燃燒產(chǎn)物加熱，經(jīng)過焙燒的球??團繼續(xù)下行，逐步完成金屬晶體成長過程，再由來自爐底的低溫空氣冷卻，最終經(jīng)排料??口排出，完成整個球團焙燒過程；煤氣由燃燒室進口供入，在混入空氣后點燃，燃燒生??產(chǎn)高溫燃燒產(chǎn)物并由燃燒室出口供入豎爐加熱段以加熱豎爐中的球團；由爐底供入的冷??空風(fēng)不僅完成對球團礦的冷卻，同時回收球團熱量，其后一分為二，一部分上行進入保??溫段和加熱段補充球團加熱氣氛；另一部分進入導(dǎo)風(fēng)墻直接上行

與大部分管道內(nèi)流體流動狀態(tài)的研究一樣，多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動狀態(tài)也存在流區(qū)的??劃分。國內(nèi)外研究結(jié)果表明，流體流動狀態(tài)可大致分為以下區(qū)域［＃５２］：前達西流區(qū)、達??西流區(qū)、過渡區(qū)、Ｆｏｒｃｈｈｅｉｍｅｒ區(qū)、過渡區(qū)、揣流區(qū)，各個流區(qū)分布如圖２．１所示。??－１５－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型釩氧化鈉化焙燒豎爐的研究[J]. 董輝,馮軍勝,李鵬,蔡九菊,張井凡,陳廣平.  工業(yè)爐. 2012(06)
[2]球團豎爐內(nèi)氣體流動的數(shù)值模擬[J]. 董輝,蔡九菊,王國勝,楊俊.  東北大學(xué)學(xué)報. 2006(05)
[3]球團豎爐結(jié)構(gòu)影響爐內(nèi)氣流分布的實驗研究[J]. 董輝,蔡九菊,王國勝,傅巍.  東北大學(xué)學(xué)報. 2004(06)
[4]球團豎爐內(nèi)氣流運動規(guī)律的實驗研究[J]. 董輝,蔡九菊,王國勝,田紅.  東北大學(xué)學(xué)報. 2004(05)

碩士論文
[1]燒結(jié)礦余熱回收豎罐內(nèi)氣固傳熱模型研究[D]. 馮軍勝.東北大學(xué) 2014
[2]環(huán)冷機冷卻過程數(shù)值仿真與優(yōu)化[D]. 謝東江.中南大學(xué) 2010



本文編號：3285354