高炉喷吹中煤粉燃烧过程的数值模拟

发布时间：2024-03-09 17:41

　　高炉喷煤工艺是高炉炼铁过程中重大的技术进步，高炉喷煤可以有效的提高炼铁经济效益，并起到调节炉况等作用。近年来，随着高炉大煤比喷吹发展，导致煤粉在高炉内燃尽率下降，而大量未燃煤粉在炉内积累将会降低料柱的透气性和透液性。因此准确和可靠的分析煤粉在喷吹过程中的流动和燃烧过程，将是优化喷煤工艺的一条新的途径。本文将通过数值模拟方法模拟煤粉的流动和燃烧过程，对优化高炉喷煤效果和提高喷煤量具有一定的指导意义。 本文针对喷煤过程的工艺特点，采用欧拉-拉格朗日方法描述离散相颗粒运动，采用标准k-湍流模型、组分输运模型、P-1辐射传热模型、双反应竞争模型，涡耗散模型以及动力/扩散-限制速率模型，实现了对高炉喷吹煤粉燃烧过程的数值模拟，并分析了工艺参数对煤粉燃烧过程的影响。模拟结果表明，在靠近风口前端的区域主要以煤粉完全燃烧为主，而在回旋区边缘发生煤粉的不完全燃烧。同时，由数值模拟研究得出了鼓风富氧率、烟煤配比和煤粉粒度对煤粉燃烧过程的影响。模拟结果可为实际生产中高炉冶炼操作的优化提供理论依据。

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2高炉生产工艺流程图

.2高炉炼铁工艺简介铁器在人类历史中出现已几千年的历史，我国在春秋、战国时期就已经由器时代进入铁器时代。公元前6世纪铸造的刑鼎见证了我国冶炼铸造技术，而相似的技术，欧洲直到14世纪才出现。高炉冶炼生铁是利用自然界中的铁矿石、溶剂以及燃料等材料通过一系学反应最终得到生....

图1.3高炉本体结构

要为五个部分，具体结构如图1.3所示。供料系统主要由贮焦槽、贮矿槽、称量以及筛分等其他将原料及时、稳定的通过供料系统送入高炉内以供冶送风系统主要由鼓风机、热风炉等其他设备组成，其工高速送进高炉内。煤气除尘系统包括上升管与下降管、洗涤塔、重力除尘，其工作内容是收集-净化高....

图1.4模型孔隙率分布

区假设为空腔结构，孔隙率为1.0。模型孔隙率分布如图维几何模型，不断完善数学模型以及边界条件，Y.S.Sh径、种类以及喷煤比等参数对喷吹过程的影响，得到炉内浓度场及温度场随操作工艺参数变化的规律，取得了与实结果。

图1.5高炉下部回旋区位置分布

武汉科技大学硕士学位论文研究者通过冷态物理模型试验发现即使以相同鼓风动能喷也不尽相同，分析原因主要是与鼓风动能的变化方式有关时，回旋区的尺寸并没有出现大幅度减小，且在相同鼓风时的回旋区尺寸要大于气体速度增大时的尺寸，这就是高5]。

本文编号：3923704