钢铁行业为有效回收高炉渣的显热,需改变其粒化工艺,即以干式粒化替代传统的水淬粒化工艺。但是截止目前为止,由于国内外干式粒化法技术的不成熟,并没有实现工业化。因此,研究新型干式粒化法技术使其实现工业化是实现钢铁行业节能减排要求的必经之路。根据现有干式粒化工艺的基本思路,课题组研制出一种具有较好粒化效果的新型干式粒化高炉渣装置,但是仍然存在一定的问题需要改进,这也是本研究的主要内容。为了降低实验成本,并且为后续研究提供可行性分析,实验选用数值模拟流体力学的方法进行研究。采用FLUENT软件对高炉渣粒化冷却装置进行物理模拟和参数优化,主要包括(1)对高炉渣粒化冷却实验的过程进行数值模拟,并对模拟中选择模型的正确性进行验证;(2)研究进风口数量、叶片类型对粒化设备内部气体流场的影响;(3)研究进风口数量、进风速度对高炉渣粒化冷却过程的影响。研究表明:模拟结果与高炉渣干式粒化实验结果相吻合,即所选用的物理模型、求解器以及对边界条件的定义是正确的。在不加入高炉渣的条件下,条形叶片装置比扇型叶片装置内部速度流场更均匀,因此条形叶片更适合新型高炉渣干式粒化装置;进风口数量的增加使得设备内部速度流场变得均匀、稳定,更适合新型高炉渣干式粒化装置。加入高炉渣后,数值模拟结果与实验结果相同,高炉渣均经过三个步骤进行粒化,即高炉渣先滴落到叶片上,然后在叶片剪切力的作用下分散并被甩到壁面上,最后滴落到设备底部。通过分析内部温度流场的变化图,证明了课题组高炉渣干式粒化设备具有良好的粒化效果,但其冷却效果需要改进。而冷却效果在一定程度上影响了粒化结果,当增加进风口数量为8个,进风口速度为2.5m/s时,设备冷却效果较好,设备底部不存在高温堆积现象,减小高炉渣的粒径,有益于设备的粒化效果。总体而言,本研究通过将实验流体力学与数值模拟流体力学相比较,得出的有用结论为改进该装置提供可靠的理论依据。对干式粒化法实现工业化具有重要意义。