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批准号 |
50574021 |
项目名称 |
转杯—流化床法回收融态渣高温显热的应用基础研究 |
项目类别 |
联合基金项目 |
申请代码 |
E0415 |
项目负责人 |
于庆波 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
东北大学 |
研究期限 |
2006-01-01 至 2008-12-31 |
支持经费 |
26(万元) |
采用转杯-流化床处理熔融态高炉渣,用空气来冷却炉渣,并将起用做热风炉的助燃空气,实现炉渣的显热回收。研究转杯直径、转速、气流速度、渣的粘度以及渣的加入量等对渣粒的形状、在径向区域内的质量分布以及渣粒直径的影响,探明控制粒形及其分布的操作条件和几何条件,建立各因素与直径之间的关系式。研究渣粒直径、床层质量以及气流速度等对传热系数的影响,建立流化床传热数学模型,预示渣粒在流化床内的换热特性。研究冷却强度对渣粒组织结构的影响,确定获得玻璃体组织所需的最小冷却强度。具有节能环保的双重意义,对提高冶金渣综合利用水平产生推动作用。 2100433B
在一个超微气流粉碎设备中,将颗粒物料堆放好,当气体由设备下部通入床层,随着气流速度加大到某种程度,固体颗粒在床层内就会产生沸腾状态,这种床层称为流化床。流体向上流过一个微细颗粒的床层(塔体),当流速低...
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时,又称沸腾床反应器。流化床反应器在现代工业中的早期应用为20...
生物流化床.....................................................................................
生物流化床是一种新型的处理污水的设备,按需氧与否可分为厌氧和好氧两大类。按照流动方向又分内循环和外循环!
焙烧炉烟气及流化床高温段余热回收利用改造
随着氧化铝价格不断降低,为了响应国家节能减排的号召,寻找新的节能点来降低氧化铝生产成本已迫在眉睫。如果将氧化铝悬浮焙烧炉的烟气余热和流化床冷却器高温段氧化铝余热进行回收,加热生产系统中蒸发冷凝水至90~95℃以上,用于平盘洗水,可达到合理用热、节能减排的目的。
炉排一流化床垃圾焚烧的热态试验研究
炉排一流化床垃圾焚烧的热态试验研究——利用1Mw复合炉排垃圾焚烧试验装置进行了垃圾焚烧试验,在掺煤比
液态渣是冶金行业火法冶金过程中所产生的废弃物,呈高温、液态的工业废渣。火法冶金过程的液态渣主要有三种,即炼铁产生的高炉渣,炼钢产生的钢渣,生产铁合金产生的合金渣及冶炼有色金属产生的其它冶金渣。液由于生产工艺不同,冶炼产生的液态渣的温度也不同。炼铁、炼钢的液态渣温度为1450—1700度,冶炼铁合金的液态渣温度范围为1400—1800度,而冶炼有色金属的液态渣温度范围多数为1400-1800度。火法冶金的液态渣,属于高品位的余热资源,具有很高的回收价值。高炉渣热焓约为1700MJ/t渣。钢渣热焓约为1670MJ/t渣。合金渣热焓约为1700-1900MJ/t渣。有色金属渣热焓波动范围较大,均超过1000MJ/t渣。
由于原料的品种、成分以及冶金产品品种、冶炼工艺的不同,液态渣的物理和化学性质也不同。液态渣主要成分由钙、硅、铝、镁、铁、锰、磷等化学元素及氧化物组成,含量在80%以上。各种液态渣氧化物含量相差较大。 碱度液态渣中的氧化钙、氧化镁与二氧化硅之比。活性与稳定性虽然各种液态渣的化学成分相同,但由于冶炼和液态渣处理工艺条件不同,液态渣的矿物组成也有很大不同,矿物组成决定了材料的性质和用途。 液态渣在缓冷时,形成晶体相,特别是游离氧化钙、氧化镁,与水化合易产生体积膨胀。只有当基本消解后,体积才会趋于稳定。 液态渣在急冷即俗称的淬冷时,形成非晶相或玻璃相。硅酸三钙、硅酸二钙等为活性矿物,属于水硬胶凝材料的重要组成成分。 耐磨性液态渣的耐磨程度与其矿物组成和结构有关。放热性在液态渣冷却发生不同相变时,释放出的热量不同。 流动度与粘性在冷却时,液态渣流动度与粘性影响处理工艺的选择。
显热回收技术,一要回收液态渣余热,二要便于液态渣的再利用,三要不造成环境污染,四要达到短距离生产。液态渣显热回收技术所获得的产品是热风、湿蒸汽和建筑材料原料等。按照液态渣显热回收技术主要工艺特点分类如下。 液态渣作为回炉原料在符合冶炼工艺条件下,当液态渣含金属成分和冶炼外加剂成分较高时,液态渣返回生产,直接作为生产原料使用。液态渣作为热兑原料在液态渣基本不含金属成分时,可根据渣成分,通过加人调整其成分原料,直接生产产品,作为建筑材料等的原料。 液态渣作为其它工艺热源利用循环空气回收炉渣显热,通过余热锅炉以蒸汽的形式回收显热,称为风淬法;将高温液态渣注人容器内,在容器周围用水循环冷却,以蒸汽形式回收液态渣显热,称为环形床法;国内液态渣的余热利用主要是水冲渣工艺,冲渣水净化,以采暖的方式回收热量。
随着全球能源的日趋紧张,各国对液态渣的显热回收技术开展了大量科学研究。由于回收液态渣显热在技术、经济、实用等方面存在诸多难题,至今国内外尚未发现具备大规模推广、完善的液态渣显热回收技术。 提高液态渣显热回收技术层次,增加附加值,提高工艺装备自动化技术水平,是液态渣显热回收技术开发的方向。按照我国2006年冶金企业液态渣产生量12000万吨计算,无论使用哪种液态渣显热回收技术,均可以建设日产1000吨的“液态渣收热生产线”400条。 目前,水冲渣工艺取暖余热回收率很低。在夏季和无取暖设备的地区,这部分能量只能浪费。在已有和正在开发的回收技术中,回收高温气体温度最高能达到400-600度,温度低必然增大设备投资。因此,对于金属回收率低的液态渣,只有提高气体回收温度,才能降低设备造价。降低干渣含水率降低干渣含水率降低干渣含水率降低干渣含水率,根据液态渣的物理和化学性质,液态渣高附加值的主要利用方向是作为建筑材料、冶金炉料、农业肥料的原料,因此,要求液态渣处理后含水率要低。
按照含水率的定义,显热回收技术分为湿法显热回收技术、半干法显热回收技术、干法显热回收技术。湿法显热回收技术是液态渣直接与水接触的水淬工艺;半干法显热回收技术是空气与水同时冷却渣的显热回收工艺,其产生的热风湿度较大;干法显热回收技术是空气冷却渣的显热回收工艺,产生的热风湿度可以满足建筑材料原料的水分要求。降低运行成本降低运行成本,日本等国家进行的风淬处理液态钢渣工艺试验存在设备庞大、投资较高等问题。特别是以机械为核心的技术回收,设备维修量较大。 在降低投资、运行成本的前提下,进行液态渣显热回收,同时要兼顾副产品适合市场需求,以提高经济效益规模。 显热回收技术要以适合冶炼工艺为前提,从自动化生产线的角度设计工艺,使核心技术与设备通用化、标准化、系列化。综上所述,冶金行业产生的工业废渣,在其资源化的基础上,进行液态状态下显热回收,符合国家节能减排的要求。同时,通过进一步的显热回收技术研究,可以加速冶金行业工艺流程的技术进行。
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