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the circulating flue gas hood of a steel plant and the air leakage situation was simulated.The results showed that although the existing smoke hood manhole was opened,although the strength of the smoke entering to form the vortex was weakened to a certain extent,it did not improve the swirling flow of the smoke,resulting in uneven flow velocity of the smoke on the material surface.And the air leakage of the flue gas hood is obvious;by optimizing the structure and number of baffles in the flue gas hood,the rotating flow of the flue gas in the flue gas hood is weakened,the circulation of the flue gas flow is significantly improved,and the flue gas distribution is more uniform;at the same time,the air leakage of the gas hood has been greatly improved.After optimization,the air leakage on the A side has changed from a leakage of 1.2 m3.s to a suction of 2.4 m2s,which is conducive to the smooth movement of sintering production. KEY WORDS sintering:flue gas hood:flue gas circulation:air leakage:flow state 作为国民经济的支柱产业,钢铁工业能源消耗量约占全国能耗的15-20%,同时,也是余热资 源最多行业之一。铁矿烧结工序是钢铁联合企业中重要的组成部分,为高炉提供优质炼铁原料的 同时也具有高能耗、高污染、余热利用率低等特点6,其污染物包括颗粒物、 SO2、CO、NOx、HCI、HF、VOCs和二噁英(PCDD/Fs)等-。随着国家环保政策的甘益收紧,为满 足可持续发展的需求,在传统方法的基础上衍生了许多新的技术,如基于镁法的多污染物协同去除 技术、烟气多污染物集并吸附脱除技术、多污染物中低温协同催化净化技 其中烟气循环技术 以其高余热回收率、低污染物排放等的显著优势受到广泛关注与认可。 烟气循环烧结是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原锂而开发的一种新型烧结模式 s,l。1978年由美国Wilton Steel提出,经过近四十年的发展代表性的有日本Nippon Railway的区 域性废弃循环工艺、荷兰Emeiden Steel的EOS(Emission Optimized Sintering)工艺、德国HKM的 LEEP(Low Emission and Energy Optimized Sinter Process)工艺、德国Siemens VAI的 EPOSINT(Environment Process Optimized Sintering达等。2013年,宝钢为解决环冷机热废气无 组织排放问题,同时兼顾低温余热回收利用、超低拼放簇行业前瞻性要求,在EPOSINT工艺基础上 开发了具有独立自主产权的BSFGR(Bao SteekFlue Gas Recirculation)工艺I),同时在宁钢烧结机 应用,对提高烧结余热利用率、降低污染物排放和烧结能耗具有显著效果18:2。 国内外开展了多项烟气循环过程数学模型的相关研究,H.Ahn等21,22利用流程模拟器建立了热废 气循环烧结过程的二维数学模型,考察了废气成分和返回料面位置等因素对烧结过程废气排放规律的 影响。张小辉等通过数值模拟的方法,从节能减排效果和对烧结过程的影响对比探讨了烟气循环对常 规烧结的改善效果。中南大学范晓慧,2研究了烟气循环工艺不同烟气成分对烧结过程的影响,并指出 当循环烟气氧含量低于18%时,会引起烧结矿产质量指标的急剧下降。杨正伟等2以宝钢6002大型 烧结机为研究对象,借助y模拟软件,对循环系统的烟气混合器、分配器及循环罩三大核心部 件进行建模、流场仿真及结构优化。许源等以沙钢4号烧结机烟气循环系统为研究对象,对烟气循环 系统的烟气分配器及循环烟罩进行数值模拟,通过安装烟气分配器,强化了烟气与烧结原料间的换热。 作为节能减排的新型烧结模式,烟气循环对强化烧结过程、促进烟气污染物减排具有较为显著的效果, 同时,循环烟气在烟气罩内流动状态对其节能减排效果发挥关键作用,循环烟气在烟气罩内无规则分 布时,其进入烧鯊料层烟气量有限,发挥节能减排效果并不显著,同时对局部烧结料层有冲散等不利 影响,可能加剧烧结料层边缘效应。但目前针对循环烟气如何均匀分布于烟气罩及其在烟气罩内流动 状态研究鲜有报道。 本文利用数学建模对某钢厂烧结机烟气罩内循环烟气流动状态进行模拟,通过优化烟气罩内导 流板结构和数量,使原有烟气罩漏风状况大大改善,同时改善了烟气罩内烟气流动状态,使烟气在 料面上分配更均匀,有利于烧结生产的顺行。 1模型的构建与优化方案the circulating flue gas hood of a steel plant and the air leakage situation was simulated. The results showed that although the existing smoke hood manhole was opened, although the strength of the smoke entering to form the vortex was weakened to a certain extent, it did not improve the swirling flow of the smoke, resulting in uneven flow velocity of the smoke on the material surface. And the air leakage of the flue gas hood is obvious; by optimizing the structure and number of baffles in the flue gas hood, the rotating flow of the flue gas in the flue gas hood is weakened, the circulation of the flue gas flow is significantly improved, and the flue gas distribution is more uniform; at the same time, the air leakage of the gas hood has been greatly improved. After optimization, the air leakage on the A side has changed from a leakage of 1.2 m3 ·s-1 to a suction of 2.4 m3 ·s-1, which is conducive to the smooth movement of sintering production. KEY WORDS sintering; flue gas hood; flue gas circulation; air leakage; flow state 作为国民经济的支柱产业,钢铁工业能源消耗量约占全国能耗的 15-20%,同时,也是余热资 源最多行业之一[1-5]。铁矿烧结工序是钢铁联合企业中重要的组成部分,为高炉提供优质炼铁原料的 同 时 也 具 有 高 能 耗 、 高 污 染 、 余 热 利 用 率 低 等 特 点 [6-10] , 其 污 染 物 包 括 颗 粒 物 、 SO2、COX、NOX、HCl、HF、VOCs 和二噁英(PCDD/Fs)等[11-14]。随着国家环保政策的日益收紧,为满 足可持续发展的需求,在传统方法的基础上衍生了许多新的技术,如基于镁法的多污染物协同去除 技术、烟气多污染物集并吸附脱除技术、多污染物中低温协同催化净化技术等[1],其中烟气循环技术 以其高余热回收率、低污染物排放等的显著优势受到广泛关注与认可。 烟气循环烧结是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式 [15 ,16]。1978 年由美国 Wilton Steel 提出,经过近四十年的发展,代表性的有日本 Nippon Railway 的区 域性废弃循环工艺、荷兰 Emeiden Steel 的 EOS(Emission Optimized Sintering)工艺、德国 HKM 的 LEEP ( Low Emission and Energy Optimized Sinter Process ) 工 艺 、 德 国 Siemens VAI 的 EPOSINT(Environment Process Optimized Sintering)工艺等。2013 年,宝钢为解决环冷机热废气无 组织排放问题,同时兼顾低温余热回收利用、超低排放等行业前瞻性要求,在 EPOSINT 工艺基础上 开发了具有独立自主产权的 BSFGR(Bao Steel Flue Gas Recirculation)工艺[17],同时在宁钢烧结机 应用,对提高烧结余热利用率、降低污染物排放和烧结能耗具有显著效果[18-20]。 国内外开展了多项烟气循环过程数学模型的相关研究,H. Ahn 等[21,22]利用流程模拟器建立了热废 气循环烧结过程的二维数学模型,考察了废气成分和返回料面位置等因素对烧结过程废气排放规律的 影响。张小辉等[23]通过数值模拟的方法,从节能减排效果和对烧结过程的影响对比探讨了烟气循环对常 规烧结的改善效果。中南大学范晓慧[24,25]研究了烟气循环工艺不同烟气成分对烧结过程的影响,并指出 当循环烟气氧含量低于 18%时,会引起烧结矿产质量指标的急剧下降。杨正伟等[26]以宝钢 600 m2 大型 烧结机为研究对象,借助 FLUENT 模拟软件,对循环系统的烟气混合器、分配器及循环罩三大核心部 件进行建模、流场仿真及结构优化。许源[27]等以沙钢 4 号烧结机烟气循环系统为研究对象,对烟气循环 系统的烟气分配器及循环烟罩进行数值模拟,通过安装烟气分配器,强化了烟气与烧结原料间的换热。 作为节能减排的新型烧结模式,烟气循环对强化烧结过程、促进烟气污染物减排具有较为显著的效果, 同时,循环烟气在烟气罩内流动状态对其节能减排效果发挥关键作用,循环烟气在烟气罩内无规则分 布时,其进入烧结料层烟气量有限,发挥节能减排效果并不显著,同时对局部烧结料层有冲散等不利 影响,可能加剧烧结料层边缘效应。但目前针对循环烟气如何均匀分布于烟气罩及其在烟气罩内流动 状态研究鲜有报道。 本文利用数学建模对某钢厂烧结机烟气罩内循环烟气流动状态进行模拟,通过优化烟气罩内导 流板结构和数量,使原有烟气罩漏风状况大大改善,同时改善了烟气罩内烟气流动状态,使烟气在 料面上分配更均匀,有利于烧结生产的顺行。 1 模型的构建与优化方案 录用稿件,非最终出版稿
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