论文部分内容阅读
根据铁矿石烧结过程传热传质机理,结合烧结过程各物理化学变化动力学方程,以CFD计算理论为基础,以某钢铁企业带式烧结机为原型,建立适用于生物质炭部分替代焦粉的铁矿石烧结过程非稳态3D计算模型,并利用基于有限体积法的Fluent软件3D单精度解算器对常规烧结及10%、20%、30%竹炭和板栗壳炭替代烧结7种烧结方案烧结过程进行数值仿真。针对所得结果,以10%板栗壳炭生产性试验验证了模型的可靠性。通过对比7种方案料层温度场及烟气组份浓度计算结果得出,使用生物质炭部分替代焦粉烧结有利于增大料层燃烧带厚度,提高烧结速率,减少烧结时间；10%、20%、30%竹炭替代方案烟气中CO2排放量分别比常规方案减少0.41%、0.83%、1.3%,CO排放量分别比常规方案减少0.72%、1.1%、1.4%,SO2排放量分别比常规方案减少3.5%、6.5%、9.8%；10%、20%、30%板栗壳炭替代方案烟气中CO2排放量分别比常规方案多0.26%、0.44%、0.58%,CO排放量分别比常规组多0.24%、0.38%、0.52%,SO2排放量分别比常规方案减少3.5%、6.5%、9.8%；使用生物质炭替代焦粉烧结,CO2和CO排放量主要与能等输出替代后,混合燃料的当量固定碳含量相关。针对7种方案料层温度场计算结果,使用料层最高温度、料层高温持续时间、料层冷却速率三个指标对其进行评价,分析表明,竹炭和板栗壳炭替代方案料层最高温度分布优于常规方案,竹炭和板栗壳替代方案中,料层最高温度分布最为合理的替代比例为20%,其中以20%竹炭替代方案最优,说明使用燃点较高的生物质炭以20%的比例等能输出替代焦粉烧结有利于优化料层最高温度分布：竹炭和板栗壳炭替代方案料层高温持续时间分布优于替代方案,竹炭和板栗壳炭替代方案料层高温持续时间分布最为合理的替代比例为20%,其中以20%竹炭替代方案最优,说明使用燃点较高的生物质炭以20%的比例等能输出替代焦粉烧结有利于提高烧结矿成块质量；竹炭和板栗壳炭替代方案料层冷却速率分布优于常规方案,竹炭和板栗壳炭替代方案中,料层冷却速率分布最为合理的替代比例为30%,其中以30%板栗壳炭替代方案最优,说明使用燃点较低的生物质炭替代焦粉烧结有利于产出机械强度较高的烧结矿。