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近年来随着铝电解工业的飞速发展,作为铝生产的第二大原材料——炭素材料的生产发展很快,煅烧炭素材料的主要设备就是回转窑,它投资少,产能大,自动化程度高,适用于大规模煅烧。
本文简单介绍了回转窑的组成、分类及一些常用用途,从燃烧化学热力学和动力学出发,对炭素回转窑窑内工况进行分析,全面分析了气相的热物理性质、气相的传热、固体输运、物料层的燃烧和挥发分各成分的燃烧,根据国内外资料建立的各部分计算公式,结合流体流动及热传导的CFD软件,建立了一个炭素回转窑窑内主要燃烧物质CH4/H2燃烧的简化模型;选用k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、离散坐标辐射传热模型进行数值模拟,得到回转窑窑内主要燃烧物质甲烷和氢气混合物的燃烧温度场图,直观地反映了回转窑窑内燃烧的结构特征和流场特点,克服了简单罗列大量数据的弊端,根据温度分布对二次风的位置确定和回转窑内衬耐火材料的选取提供理路依据,从而能够使回转窑内石油焦的挥发分充分燃烧并有效的提高回转窑的寿命,计算结果对炭素回转窑的优化设计和窑内燃烧状态的深入研究提供了理论基础。