燒結(jié)余熱豎罐式回收工藝流程及阻力特性研究.pdf

1、燒結(jié)過程余熱資源的高效回收與利用是降低燒結(jié)工序能耗的主要手段之一。目前，燒結(jié)過程余熱資源回收與利用的主要方式是鼓風(fēng)分段冷卻回收，其存在著一定程度的“先天不足”，即:冷卻系統(tǒng)漏風(fēng)率高達(dá)30％～50％，余熱回收率僅為10％～40％，不利于燒結(jié)余熱回收。
　　基于此，借鑒干熄焦技術(shù)提出了豎罐式回收方法。其基本工藝流程是:熱燒結(jié)礦由罐體頂部進(jìn)入，隨著冷燒結(jié)礦的不斷排出下降到冷卻段，在冷卻段通過循環(huán)氣體進(jìn)行熱交換而冷卻，最后由底部排出。同時(shí)

2、，冷卻空氣在罐體內(nèi)與熱燒結(jié)礦進(jìn)行熱交換后溫度升高，并經(jīng)環(huán)形煙道排出，高溫循環(huán)煙氣經(jīng)過一次除塵器后進(jìn)入余熱鍋爐并進(jìn)行熱交換，鍋爐出來的低溫循環(huán)煙氣進(jìn)過二次除塵器進(jìn)一步分離細(xì)顆粒燒結(jié)礦后，由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入預(yù)熱器，經(jīng)換熱后再進(jìn)入罐體循環(huán)使用。較傳統(tǒng)冷卻方式，新余熱回收方式既能克服以往冷卻機(jī)漏風(fēng)造成的冷卻與回收熱資源效率降低的問題，又能克服以往的冷卻機(jī)只能回收部分熱源的問題，其能對(duì)燒結(jié)礦顯熱幾乎全部回收利用。
　　豎罐式余熱回收的是否可行主

3、要取決于三方面，即燒結(jié)礦料層阻力特性、燒結(jié)料層內(nèi)氣固傳熱特性以及燒結(jié)礦冶金性能。針對(duì)于料層阻力特性問題，本文采用實(shí)驗(yàn)方法研究了料層的表觀流速、粒徑大小與分布等因素對(duì)料層阻力的影響，并探討了臨界雷諾數(shù)，同時(shí)輔以數(shù)值模擬研究邊緣效應(yīng)、罐體截面形狀等對(duì)單位料層壓力損失的影響。其中實(shí)驗(yàn)過程采取冷態(tài)實(shí)驗(yàn)為主，熱態(tài)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修正的方法。研究結(jié)果表明:
　　(1)影響罐式氣固阻力特性的主要因素是:顆粒當(dāng)量直徑、表觀流速、顆粒溫度、邊緣效應(yīng)、梯形截

4、面。其中，燒結(jié)礦單位料層壓力損失隨著燒結(jié)礦顆粒尺寸的增加而減少，隨著空塔流速的增加而增加;冷態(tài)燒結(jié)礦單位料層壓力損失進(jìn)行線性擬合，擬合方程為:ΔP/L=[200879.58exp（-D/1.96d)+489.09]μ(1-ε)2/ε3(Φsdp)2u0+[-exp(-D/11.50d)+0.99]ρf(1-ε)/ε3(Φsdp)u2
　　當(dāng)燒結(jié)礦顆粒有溫度變化時(shí)，引入氣體狀態(tài)方程對(duì)Ergun方程進(jìn)行修正，修正方程為:ΔP/L=[2

5、00879.58exp(-D/1.96d)+489.09]μ(1-ε)2/ε3(Φsdp)2P0/PT/T0u0+[-exp(-D/11.50d)+0.99]ρf(1-ε)/ε3(Φsdp)(P0/PT/T0u0)2
　　邊緣效應(yīng)的影響在實(shí)際生產(chǎn)過程中不可忽略，且通過孔道流量與孔道所占截面比例不相同;采用梯形截面模型壓力損失隨著底角增加而減少;相鄰兩次倒料過程中罐體內(nèi)布入一定厚度均勻顆粒燒結(jié)礦，有利于燒結(jié)布風(fēng)，但罐體壓力有所增加。