活性炭微波加热制备装置的仿真设计

活性炭在石化、电力、化工、临床医疗、环保等多个行业中广泛应用,其市场需求量也与日俱增.研究表明,相对于传统方法,微波法制备的活性炭具有孔隙结构更发达,比表面积更大,孔隙结构分布更均匀等优势.然而,这些研究都局限于实验室层面,现有的微波加热装置普遍存在热点、热失控和加热效率低下等问题.这严重限制了微波能在活性炭工业制备中的大规模应用.针对上述问题,本文以国内大量存在的竹子为研究对象,提出了一种可用于活性炭制备的微波均匀加热装置设计方案.通过多物理场仿真计算,以原材料的受热均匀性及装置的能量馈入率为考核标准,采用参数扫描分析的方法对装置参数进行了优化,得到了S11参数为-26.81dB,温度场的变异系数为0.2834的加热装置.此外,本文还结合参数扫描过程以及不同算法的运用,验证了该仿真计算的鲁棒性和准确性.该文章的工作对当前的活性炭工业制备装置的设计具有重要指导意义.     

高炉热储备区温度对煤气利用率的影响

研究了高炉热储备区内温度与煤气利用率的关系.结合热力学和实际情况,热储备区内只发生氧化亚铁的还原.因此需要利用吉布斯自由能计算和单界面未反应核模型对热储备区内还原反应进行热力学和动力学分析.结果表明:只有在H₂+H₂O体积分数小于0.3时降低热储备区温度才能提高煤气利用率.从1273K降温到1223K,氢气还原速率降低得比CO还原速率降低得多,说明温度对氢气还原的影响更大.对一般高炉来说,炉料在热储备区中还原所需的时间比其停留时间长或接近,说明热储备区内的还原反应没有达到平衡,降低温度不利于提高煤气利用率.     

动态氧化条件下含钛高炉熔渣中金属铁的聚集、长大与沉降行为

为了探明动态氧化条件下含钛高炉熔渣中金属铁的聚集、长大及沉降行为,通过高温氧化实验研究氧化时间、空气搅拌强度和纯氧氧化对金属铁沉降的影响.此外,还研究动态氧化过程中熔渣的温度与黏度变化情况,计算金属铁在熔渣中的沉降速度.实验室与1200 kg中试实验结果表明,向熔渣鼓入氧化性气体,低价钛化合物减少,熔渣温度升高,黏度减低,促进金属铁聚集、长大和沉降分离.氧化时间过长,熔渣中(FeO)与低价钛化合物基本消失,金属铁回收率下降.氧化终点的判断应以保留一定含量(FeO)与低价钛为依据.     

调质高炉渣纤维化过程析晶行为的热力学研究

以Ca O-Mg O-Si O_2-Al_2O_3四元渣系为研究对象,利用Factsage 6.4热力学软件,研究冷却过程中黄长石等高熔点矿相的析出热力学现象,解析碱度、Mg O和Al_2O_3含量等因素对不同组分调质高炉渣中晶相析出的影响规律。结果表明:随着碱度的增加,析晶温度逐渐升高,液相量逐渐减少,黄长石的析出量先增加后减少,当碱度为1.2时黄长石的析出量达到最大;随着Mg O含量的增加,析晶温度逐渐升高,1 275~1 420℃黄长石的析出量逐渐增加,液相量逐渐减少,1 240~1 275℃黄长石的析出量逐渐减少,液相量逐渐增加;随着Al_2O_3含量的增加析晶温度逐渐增加。     

基于气基直接还原-熔分的硼铁矿高效利用新工艺

实验室条件下,以含硼铁精矿为原料制备氧化球团,对含硼铁精矿气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺进行了研究.结果表明,含硼铁精矿是良好的造球原料,1 200℃下焙烧20 min后,成品球团抗压强度可达2 500 N以上,满足气基竖炉直接还原工艺要求.在H2与CO体积比大于2/5且温度在850~1 000℃条件下,含硼铁精矿氧化球团还原率达到95%的时间为15~60 min,还原膨胀率不高于15%.在高温下电热熔化DRI后硼和铁可以高效分离,硼、铁收得率均可达到98%以上,富硼渣中B2O3的质量分数在21%以上,活性可达89%左右,是"一步法"生产硼酸的优良原料.含硼铁精矿气基竖炉直接还原电炉熔分新工艺可以实现硼铁高效分离和清洁利用.     

高炉煤气流速对蝶阀区域粉尘沉降特性影响

高炉煤气含有大量粉尘,易沉积于管道三偏心蝶阀阀座密封面底部而造成阀板卡塞或损坏,影响高炉生产并造成严重经济损失。为获取管道内部高炉煤气流速对蝶阀区域粉尘沉降规律的影响机理,使用Pro/E建立了蝶阀及其区域流场的三维模型,基于ANSYS Workbench软件的FLUENT模块,采用标准k-ε湍流模型和DPM模型,对3种高炉煤气流速条件下的蝶阀区域粉尘运动轨迹进行了模拟分析。结果表明:流速为8m/s工况下,粉尘沉积质量随阀板开度增大而呈现先降后升的趋势,而12m/s和16m/s工况下,粉尘沉积质量随阀板开度增大而降低;阀板开度15°工况下,粉尘沉积率随高炉煤气流速增大而升高,而45°和75°工况下,粉尘沉积率随高炉煤气流速增大而降低。研究结果可为高炉煤气管道蝶阀区域粉尘自动清除装置的研制提供理论参考。     

电加热炉模糊变结构温度控制系统

本文针对炉体温度对象建模较难，常规算法难以发挥良好的作用，阐述了将模糊控制与变结构控制结合控制的原理及方法，并成功的将该设计方法应用于成都砂轮厂树脂硬化炉的温度控制中，取得良好效果。     

氧帘快速割嘴在连铸板坯切割的应用

将氧帘快速切割的原理应用于连铸板坯切割生产中，着重研究连铸板坯快速切割割嘴的工艺过程及结构特点。该割嘴在实际生产应用中表明具有切割成本低、工效高、寿命长、使用方便、性能可靠、割缝较窄、切割断面质量好等优点，具有 很高的推广价值。     

竖炉散料层热交换公式的简化计算及应用讨论

在竖炉内散料层的逆流换热系统中存在这样一个炉气与炉料温度实际相等的区域，据炉气与炉料水当量的变化特征，本文在Ｂ．Ｈ基塔耶夫建立的逆流换热模型公式的基础上、整理出更为简单，清晰的竖炉散料层热交换的简化计算式，并进行了应用讨论。     

精细小件化学热处理滚筒炉的研制

研制了适于精细小零件大批量化学热处理的滚筒炉,有效地解决了薄片状小零件在其它类型炉中散料处理时,由于零件相互堆叠、不能更位而导致加热和与活性气氛接触不均匀所带来的质量问题。为照相机、仪表、标准件等行业提供了一种新型工艺装备。