【摘 要】
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高炉渣是炼铁生产过程中的副产品,含有大量高品位热源。目前,工业生产中主要通过水淬法对高温熔渣进行处理,不仅浪费了其含有的高品位显热,消耗大量新水,而且排放出SO2、H2S等有害气体。干法离心粒化工艺克服了水淬法的缺陷,但在该工艺中,粒化后的渣粒撞击粒化仓壁面易产生粘结,影响粒化装置的持续运行和渣粒进一步的余热回收。因此,针对熔渣液滴撞击粒化仓壁面时的速度、下降高度、表面温度和凝固厚度等参数不清晰问
【基金项目】
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国家重点研发计划课题,液态熔渣高效离心粒化技术及其自适应调控方法（2017YFB0603602-03）；
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高炉渣是炼铁生产过程中的副产品,含有大量高品位热源。目前,工业生产中主要通过水淬法对高温熔渣进行处理,不仅浪费了其含有的高品位显热,消耗大量新水,而且排放出SO2、H2S等有害气体。干法离心粒化工艺克服了水淬法的缺陷,但在该工艺中,粒化后的渣粒撞击粒化仓壁面易产生粘结,影响粒化装置的持续运行和渣粒进一步的余热回收。因此,针对熔渣液滴撞击粒化仓壁面时的速度、下降高度、表面温度和凝固厚度等参数不清晰问题,本文对熔渣液滴在粒化仓内的飞行及换热过程展开研究。此外,本文为国家重点研发计划课题（2017YFB0603602-03）的资助研究内容。主要研究内容如下:（1）高炉熔渣在粒化仓内的飞行模型。建立了单颗熔渣液滴在粒化仓内的飞行模型,采用四阶Runge-Kutta方法对建立的数学模型离散求解,明确了液滴直径和初始速度对飞行过程的影响规律,获得了熔渣液滴的飞行速度、飞行距离和下降高度等参数。（2）单颗熔渣液滴空冷换热的数值模拟研究。以上述研究获得的熔渣液滴飞行速度拟合式,编写了进风口风速的UDF（User Defined Function）文件,模拟熔渣液滴实际飞行中的换热过程。探究了液滴直径、液滴初始速度和空气初始温度等参数对熔渣液滴相变换热特性的影响规律;获得了不同工况下熔渣液滴的表面温度和液相分数（凝固厚度）等参数。（3）熔渣液滴飞行过程的实验研究。为验证熔渣液滴飞行模型的有效性和可靠性,在搭建的离心粒化实验台进行了实验,首先探索了粒化盘转速、粒化盘直径和熔渣流量对液滴初始速度的影响;在此基础上分析了液滴直径和液滴初始速度对下降距离的影响规律,并与模型理论值进行对比,验证了该模型的有效性和准确性。综上,本文建立的熔渣液滴飞行模型以及对飞行换热的数值模拟获得了熔渣液滴飞行时的速度、飞行距离、下降高度、表面温度和液相分数等参数,为预测熔渣液滴撞击粒化仓壁面是否粘结并为粒化装置的结构设计提供了理论支撑,推进了干法离心粒化技术的应用。
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