论文部分内容阅读
竖罐式余热回收是借鉴干法熄焦(CDQ)技术中的干熄炉工艺提出的一种烧结余热高效回收方式,其亟待解决的两个关键科学问题是罐体料层内气固传热问题与流动问题。其中,料层内气固综合传热系数是影响烧结矿与冷却介质热量传递、进而影响罐体结构和操作参数的关键因素之一。目前,几个比较传统的关于填充床气固传热系数的实验关联式已很难适用于竖罐内料层气固传热过程。基于此,本文通过实验手段在不同工况下,测试罐体料层传热过程相关数据,然后采用量纲分析法推导出关于料层传热系数的经验关联式,并以此研究传热系数的主要影响因素及其影响规律。这一研究,不但获得了烧结料层内的气固传热系数关联式,而且将为罐体内气固传热的强化指明方向,同时为床层气固传热过程的数值计算奠定基础。就本质而言,罐体内料层气固传热是一种移动床式气固逆流稳态传热,罐体内料层温度自上而下逐步下降。采用固定床来模拟移动床,其原理如下：固定床内是一非稳态传热过程,料层温度随着时间推移逐渐降低；固定床内料层高度与将来用于生产的料层高度比要小得多,因此可假设整个固定床内料层温度均匀,于是将固定床料层视为移动床层内的一个“微元”空间,在这个“微元”空间内,温度可视为均匀(整个罐体床层温度分布近似为阶梯状分布)；因此,可采用固定床不同时间下的温度分布来实验模拟罐体内不同“微元”空间(即料层)的温度分布。研究结果表明：(1)罐体料层内反映气固传热系数的Nu经验关联式为：使用范围：0.687≤Pr≤0.703,450≤Re≤1200。(2)床层内换热系数的大体范围为25-55W/(m·K),罐体料层自上往下换热系数逐渐减小。(3)影响罐体床层内传热系数的主要因素有冷风流量、颗粒大小、料层高度和边缘效应。将这些因素在将来生产可调范围内调节,则冷风流量越大,传热系数越大,冷风流量与换热系数的关系为h=15.27v0.82T0.12；颗粒粒径越小,换热系数越大,颗粒粒径与换热系数的关系为h=0.83d-0.53T0.09；料层高度越大,传热系数越大,料层高度与换热系数的关系为h=2.31H0.24T0.21；此外,边缘处的传热系数大于中心处的传热系数。