折流式移动流化床改质焦炉煤气预还原铁矿粉的数值模拟

钢铁研究学报, 2012, 24(10): 20-25.

折流式移动流化床改质焦炉煤气预还原铁矿粉的数值模拟

唐惠庆 ^1, , 毛莹 ^2, , 郭占成 ^3, , 叶树峰 ^4,

1.北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083

2.北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083

3.北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083

4.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京100190

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51144010,50834007)

关键词：折流式移动流化床 , 焦炉煤气 , 铁矿粉 , 数值模拟

Simulation on Reformed COG Reduction of Iron Ore Fines in Z-Path Moving-Fluidized Bed

建立了折流式移动流化床内利用改质焦炉煤气进行气基粉铁矿预还原的数学模型.模型求解采用FLUENT和PHOENICS的联合求解.冷态工况的数值模拟结果和试验结果进行了比较.通过比较床层平均压降和分析气固相的流动行为,对提出的数学模型的可靠性进行了验证.利用所建立的数学模型对利用该反应器和采用改质COG(焦炉煤气)对铁矿粉预还原的工艺过程进行了热态模拟.在模拟的工况条件下,指出了反应器内分布板布置上的缺陷；反应器必须采用气体分布板振动才可以保持气固正常流动,同时保持较小的流化气速.还原气温度的整体降幅达到770K,气相还原势的利用率达到35％,矿粉的还原分数达到0.7,反映出该反应器内良好的气固换热和对还原势的利用率.该反应器在一个紧凑的结构下实现了对还原气热能和还原势的梯级利用.

参考文献

[1]	Srinivasan N S.Reduction of Iron Oxides by Carbon in a Circulating Fluidized Bed Reactor[J].Powder Technology,2002(01):28.
[2]	Schenk J L.Recent Status of Fluidized Bed Technologies for Producing Iron Input Materials for Steelmaking[J].Particuology,2010(11):1.
[3]	王立新 .基于铁粉矿的新熔融还原系统的模拟研究[D].北京:中国科学院,2000.
[4]	郭占成;唐惠庆;金鑫.倾斜式多孔分布板折漉移动床的物理特性实验研究[J].北京科技大学学报,2000(增刊):274.
[5]	GUO Zhan-cheng,TOKUDA Masanori.Flow Behavior in Z-Path Fluidized-Moving Bed with Inclined Perforated Plate[J].钢铁研究学报(英文版),2002(01):19-24.
[6]	Ergun C.Fluid Flow Through Packed Columns[J].Chemical Engineering Progress,1952(02):89.
[7]	Ciesielczyk W;Mrowiec M.Kinetics of Solid Drying in Fluidized Bed[J].Hungarian Journal of Industry Chemistry,1987(02):223.

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