高炉渣是钢铁工业主要的副产品,排渣量大且出渣温度高,余热资源丰富。现阶段主要采用水淬法对高炉渣进行处理,但该方法存在耗水量大、余热回收率低等缺点。因此,亟待发展高效的干法余热回收处理技术。目前,离心粒化余热回收工艺被认为是最具希望实现工业化的干法余热回收技术。针对离心粒化渣粒的余热回收研究对实现钢铁工业节能减排、产业升级具有重要意义。由于离心粒化高炉渣粒具有宽筛分粒径分布、不同粒径渣粒品质差异大、属于重质大颗粒等特性,本文提出了对宽筛分离心粒化高炉渣渣粒分选分离并按粒径分级冷却排渣的技术思路,研发了喷动床与鼓泡床组合的复合式流化床余热回收装置,并对其中的基本结构单元——准矩形喷动床内宽筛分粒化渣粒的流化特性及分选特性开展了实验研究,考察了床层高度、锥顶角、渣粒粒径分布对流化特性的影响规律,研究了隔板高度和操作风速对离心粒化渣粒的分选特性的影响规律。最后,在连续进渣、排渣运行工况下,实验研究了该复合式流化床余热回收装置对宽筛分离心粒化高炉渣渣粒的分选及排渣特性。通过上述的研究工作,本文获得的主要结论如下:(1)针对准矩形喷动床内宽筛分离心粒化高炉渣粒流化特性,研究表明:准矩形喷动床内渣粒依次呈现出固定床流型、部分流化床流型、喷动床流型三种不同的气固流动型态。最小流化速度Umf、最小喷动速度Usp和最大压降△Pmax均随着床层高度、锥顶角和平均粒径的增大而增大。针对平均粒径dp为2.2 mm的渣粒群,建立了描述其流化特性的计算模型和经验关联式,并通过与实验结果比较分析了其预测合理性。(2)针对复合式流化床余热回收装置中离心粒化高炉渣粒的分选特性,研究表明:喷动床分选仓可有效实现渣粒的分选,而分选进入后续鼓泡床仓室的渣粒更容易在靠近喷动床分选仓一端发生渣粒聚集;隔板高度增加后,渣粒的最大质量浓度位置会向更远处移动;分选渣粒的平均粒径分布呈现一定的随机性,在横向特征位置6 cm处的渣粒平均粒径都是最大值,且粗渣粒质量百分比随横向距离的增加而降低;而隔板高度和操作风速对于粗渣粒质量百分比变化规律影响较小。(3)针对复合式流化床余热回收装置在连续进渣、排渣条件下的实验运行,研究表明:分选速率随着隔板高度的增加和操作风速的减小而减小,分选完成后滞留在分选仓内的渣粒平均粒径和排渣粒径都比分选至左、右鼓泡床仓室的渣粒平均粒径大;此外,随着隔板高度的降低和操作风速的增加,分选效率增大,分选越彻底;各个粒径渣粒的分级分选效率都随着风速的增加和隔板高度的降低而增大,其中粒径大于4 mm的渣粒分级分选效率很小,而粒径小于1 mm的渣粒分级分选效率都较大;三仓运行时,称量筛分排渣粒径发现,分选仓的排渣粒径大于左右两鼓泡床溢流排渣粒径。研究结果表明,提出的复合式流化床余热回收装置较好地实现了对宽筛分粒化高炉渣粒的喷动分选分离及分级鼓泡流化,并按粒径分级排渣的功能。