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气—固流化床煤调湿工艺的研究与分析

作　者: 杨冬
导　师: 孔祥伟
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 煤调湿 流化床 干燥
分类号: TQ520.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 64次
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内容摘要


煤调湿是一项提质降耗方面的技术。主要利用废热(上升管荒煤气和烟道废气的热量)对装炉煤进行干燥处理,使入炉煤水分由10%降至6%,达到降低焦炉结焦热耗和提高焦炭质量的目的,亦保证了焦炉的连续稳定操作。本课题研究是在现有实验设备“固定床”(带有刮板装置的流化床)基础上,研究流化床在流化过程中床层压降与操作气速、床层高度以及干燥速率之间的关系,并通过调节实验设备来完成预期的调湿和分级目标。本研究通过给定的初始数据,一方面根据流化理论公式计算出流化床在流化时的操作气速、床层高度和床层压降等数据,为现场测试数据提供理论基础。另一方面将初始数据导入到Fluent软件中,对流化床的流化状态进行模拟,得出床层压降的数据。最重要的是对实验设备进行炼焦煤的调湿试验：考察在无刮板情况下不同温度时以及在相同温度下有、无刮板情况时操作气速与床层压降和流化床层高度的关系,根据不同风速下的流化曲线确定炼焦煤颗粒的流化范围和相应床层高度、刮板在流化过程中的作用；考察在不同风速时有、无刮板对炼焦煤颗粒干燥过程的影响,根据炼焦煤颗粒的干燥曲线,确定煤颗粒含湿量由12%降低至目标值6%左右所需要的时间,并将有、无刮板情况相比较,结果显示有刮板时干燥速度快,效果明显；通过在实验过程中调节实验参数可以保证煤调湿后煤的含湿量维持在6%左右,而且分级效果明显,使进入破碎机的煤颗粒减少。通过对流化床流化状态的了解以及现场测试的数据,对流化床内部流场有了一定的认识,并且摸索出了操作气速与床层压降、流化床层高度之间的关系,而且可以明显看出刮板在流化过程起到的作用。一方面测得了实验数据,另一方面说明在流化床内对炼焦煤同时进行调湿和分级的方案是可行的。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章 绪论  11-19
  1.1 本课题研究背景、目的及意义  11-12
    1.1.1 研究背景  11
    1.1.2 研究目的  11-12
    1.1.3 研究意义  12
  1.2 炼焦用煤  12-16
    1.2.1 国内外炼焦用煤现状  12-14
    1.2.2 配煤的意义及质量要求  14-16
  1.3 煤调湿  16-19
    1.3.1 煤调湿的意义  16
    1.3.2 煤调湿工艺国内外研究现状  16-19
第2章 流化床流场计算  19-31
  2.1 流化态研究  19-22
    2.1.1 流化态研究现状  19-20
    2.1.2 流化态过程  20-21
    2.1.3 流化床类似流体的特性  21-22
  2.2 流场计算  22-29
    2.2.1 初始条件  22-23
    2.2.2 计算流程  23
    2.2.3 能耗和烟气用量的计算  23-25
    2.2.4 流化床相关计算  25-27
    2.2.5 气-固流化床传热特性研究  27-29
  2.3 除尘系统的选型  29
  2.4 风机的选型  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章 Fluent模拟流化床流场  31-41
  3.1 Fluent概述  31-32
    3.1.1 Fluent的工程应用背景  31
    3.1.2 Fluent软件的组成  31-32
    3.1.3 Fluent计算流程  32
  3.2 流体力学基本方程  32-33
  3.3 多相流模型  33-35
    3.3.1 多相流定义  33
    3.3.2 多相流研究方法  33-34
    3.3.3 Fluent中的多相流模型  34
    3.3.4 Fluent中的多相流模型的选择  34-35
  3.4 Fluent仿真分析  35-40
    3.4.1 利用Gambit建立二维模型  35-36
    3.4.2 设置参数  36-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 煤调湿分级实验  41-65
  4.1 带搅拌装置的流化床  41-44
    4.1.1 搅拌流化床的概述  41
    4.1.2 搅拌流化床研究现状  41-44
  4.2 实验流程  44-47
    4.2.1 实验仪器及用途  44
    4.2.2 实验目的  44-45
    4.2.3 实验装置示意图  45-46
    4.2.4 实验方法  46-47
  4.3 实验设备  47-48
    4.3.1 研究内容  47
    4.3.2 实验装置  47-48
    4.3.3 工艺流程  48
  4.4 炼焦煤颗粒筛分实验  48-50
  4.5 炼焦煤特性曲线实验  50-61
    4.5.1 床层阻力对气体流速的特性曲线  50-52
    4.5.2 床层高度对气体流速的特性曲线  52-55
    4.5.3 煤颗粒的干燥特性曲线  55-61
  4.6 调湿实验  61-62
  4.7 分级实验  62-63
  4.8 本章小结  63-65
第5章 结论  65-67
  5.1 全文总结  65-66
  5.2 研究展望  66-67
参考文献  67-71
致谢  71

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 炼焦化学工业 > 一般性问题 > 炼焦工艺过程
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