基于燃料分層分布的煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝仿真與優(yōu)化.pdf

1、我國的鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)多年居世界第一，但是鋼鐵生產(chǎn)過程的能耗量和排放水平均遠(yuǎn)高于世界先進(jìn)水平，節(jié)能減排潛力巨大。而鐵礦石燒結(jié)在我國的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中能耗居第二，排放居第一，對鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排起著決定性作用，因此，研究開發(fā)能降低鐵礦石燒結(jié)過程的能源消耗量和煙氣排放量的燒結(jié)改進(jìn)工藝對我國鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　煙氣循環(huán)燒結(jié)技術(shù)通過對燒結(jié)煙氣的循環(huán)使用，可以提高料層溫度的穩(wěn)定性和降低煙氣排放量，燃料分層布料技術(shù)通過對燒結(jié)

2、料層內(nèi)固體燃料的合理分布，可以降低固體燃料的消耗，使料層溫度分布更加合理。目前國內(nèi)外對這兩種鐵礦石燒結(jié)過程節(jié)能減排技術(shù)的研究和應(yīng)用處在起步階段，研究方式也多是半工業(yè)化試驗，而隨著計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展和對鐵礦石燒結(jié)過程各種機(jī)理研究的不斷深入，使得利用數(shù)值仿真技術(shù)對鐵礦石燒結(jié)過程節(jié)能減排的研究更方便和直接。
　　論文通過對鐵礦石燒結(jié)過程的流動、傳熱、傳質(zhì)、料層結(jié)構(gòu)變化機(jī)理的深入分析，建立了完整的鐵礦石燒結(jié)傳輸過程的非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和數(shù)值

3、方法。利用此模型對常規(guī)燒結(jié)工藝過程進(jìn)行了模擬計算，根據(jù)料層溫度在深度方向上的分布以及燒結(jié)煙氣隨時間的變化，提出了以部分燒結(jié)煙氣和燒結(jié)礦冷卻過程產(chǎn)生的廢氣相混合的煙氣循環(huán)燒結(jié)改進(jìn)工藝以及燃料分層布料燒結(jié)改進(jìn)工藝。在煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝的研究過程中，根據(jù)對燒結(jié)系統(tǒng)的余熱利用以及減量排放側(cè)重點(diǎn)的不同提出了三種煙氣循環(huán)燒結(jié)方案，并首次提出了基于料層溫度的燒結(jié)礦質(zhì)量評價指標(biāo);在燃料分層布料燒結(jié)工藝的研究過程中，提出了以料層最高溫度為控制目標(biāo)的基于深度

4、單元的燃料分層分布工藝。并基于這兩種燒結(jié)改進(jìn)工藝，創(chuàng)新性地提出了基于燃料分層分布的煙氣循環(huán)燒結(jié)綜合優(yōu)化工藝。對文中提出的各種燒結(jié)工藝均進(jìn)行了模擬計算和效益分析。
　　研究發(fā)現(xiàn)，煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝對燒結(jié)過程的改善主要體現(xiàn)在降低燒結(jié)煙氣的排放處理量和提高料層上部溫度兩方面;燃料分層布料燒結(jié)工藝對燒結(jié)過程的改善主要體現(xiàn)在使料層的最高溫度在深度方向上分布更均勻和促進(jìn)燃料的合理利用兩方面;基于燃料分層布料的煙氣循環(huán)燒結(jié)綜合優(yōu)化工藝則能全面提高