折流式移動(dòng)流化床改質(zhì)焦?fàn)t煤氣預(yù)還原鐵礦粉的數(shù)值模擬

【摘要】：建立了折流式移動(dòng)流化床內(nèi)利用改質(zhì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行氣基粉鐵礦預(yù)還原的數(shù)學(xué)模型。模型求解采用FLUENT和PHOENICS的聯(lián)合求解。冷態(tài)工況的數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。通過(guò)比較床層平均壓降和分析氣固相的流動(dòng)行為,對(duì)提出的數(shù)學(xué)模型的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。利用所建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)利用該反應(yīng)器和采用改質(zhì)COG(焦?fàn)t煤氣)對(duì)鐵礦粉預(yù)還原的工藝過(guò)程進(jìn)行了熱態(tài)模擬。在模擬的工況條件下,指出了反應(yīng)器內(nèi)分布板布置上的缺陷;反應(yīng)器必須采用氣體分布板振動(dòng)才可以保持氣固正常流動(dòng),同時(shí)保持較小的流化氣速。還原氣溫度的整體降幅達(dá)到770K,氣相還原勢(shì)的利用率達(dá)到35%,礦粉的還原分?jǐn)?shù)達(dá)到0.7,反映出該反應(yīng)器內(nèi)良好的氣固換熱和對(duì)還原勢(shì)的利用率。該反應(yīng)器在一個(gè)緊湊的結(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)了對(duì)還原氣熱能和還原勢(shì)的梯級(jí)利用。 【作者單位】： 北京科技大學(xué)鋼鐵冶金新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所多相復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 折流式移動(dòng)流化床 焦?fàn)t煤氣 鐵礦粉 數(shù)值模擬
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51144010;50834007)
【分類(lèi)號(hào)】：TF51
【正文快照】： 符號(hào)說(shuō)明a———比表面積,m2/m3;dp———顆粒直徑,m;F———?dú)夤涕g作用力,N/m3;F———?dú)夤涕g作用力矢量;f———還原分?jǐn)?shù);H———總焓,J/kg;ΔHi298———組元i的標(biāo)準(zhǔn)生成焓,J/kg;h———對(duì)流換熱系數(shù),W/(m·K);Ke———化學(xué)平衡常數(shù);k———反應(yīng)速率常數(shù),m/s;kr———湍

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