一体式镁熔坨余热回收窑研发设计及热过程分析
目前，我国电熔镁产业存在能耗高、污染高、品位低、能源资源浪费严重等问题。研发镁熔坨余热回收技术是我国电熔镁产业节能减排的迫切需求，也是实现绿色生产，走节能环保新型工业化道路的必然选择。 镁熔坨熔炼后其内部含有大量的余热资源。但是，由于其体积较大，表面砂皮层厚，内部热量无法迅速导出，给余热回收带来极大困难。针对镁熔坨余热回收问题，课题组先后提出了利用翅片回收高温热风、水回收系统及带有物料预热塔的余热回收方案，但余热回收效果均不明显。为了克服电熔镁行业余热回收中存在的换热效果不佳、系统复杂、初期投资较高等缺点，在分析总结已有的镁熔坨余热回收技术方案的基础上，本文提出了一体式镁熔坨余热回收窑，并从以下几个方面展开研究: 首先，基于现场热工测试及实际生产条件，设计了一体式镁熔坨余热回收窑，并对主要工艺过程及结构部件进行设计说明。本工艺利用往复炉排的运输，实现镁熔坨与菱镁矿逆向换热，在窑内同时完成高温镁熔坨的冷却过程和菱镁矿的干燥及预热过程。 其次，运用段法的思想对余热回收窑内复杂的换热过程进行分析，分别建立镁熔坨表面砂皮、炉排、炉墙、空气和菱镁矿的温度计算模型。对镁熔坨内部热传导过程，窑内空气与炉墙、镁熔坨和菱镁矿间的对流换热过程及窑内的辐射换热过程进行理论分析，为段法模型求解建立基础。 再次，运用主变量修正法对所建的段法模型进行求解，得到镁熔坨表面砂皮、炉排、空气及菱镁矿沿窑长方向的温度及热流分布曲线，结合有限差分法得到窑内各段镁熔坨内部温度分布曲线，便于对热工参数进行优化分析。 最后，研究不同热工参数对余热回收过程的影响，并利用正交实验法对不同操作工况进行对比分析，得到余热回收窑的最优热工参数:料层高度0.25m，引风速度4m/s，孔隙率0.4，整套余热回收系统的热回收效率为30.37％，满足工艺设计要求。
镁熔坨;余热回收窑;研发设计;换热机理
东北大学
硕士
热能工程
张卫军;杨强大
2014
中文
X758
82
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）