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分解炉分解率影响因素模拟分析

水泥 2024年第4期 41-43页

作者：李洋安徽海螺川崎装备制造有限公司安徽芜湖241000

通过计算流体动力学(CFD)模拟,深入探讨了在某水泥厂烧成系统中,分解炉生料喂料比例变化对分解炉物料分解率的影响,并进一步分析对整个系统运行状况和产品质量的潜在影响。烧成系统一系列异常问题的根本原因是分解率低。通过对分解炉喂... 详细信息

通过计算流体动力学(CFD)模拟,深入探讨了在某水泥厂烧成系统中,分解炉生料喂料比例变化对分解炉物料分解率的影响,并进一步分析对整个系统运行状况和产品质量的潜在影响。烧成系统一系列异常问题的根本原因是分解率低。通过对分解炉喂料比例的系统研究,提出了烧成系统的优化建议,以推动水泥生产效率和产品质量的不断提升。

关键词：烧成系统分解炉分解率 CFD模拟

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大替代比分解炉的设计开发与运用实践

水泥 2024年第5期 52-56页

作者：汪宣乾章鹏张谋侯记伟吴自豪华新水泥股份有限公司湖北武汉430070

在水泥窑中大比例使用替代燃料是目前水泥行业降低水泥生产过程中碳排放的重要技术手段。本文在对RDF的燃烧特性及燃烧动力学研究分析的基础上,并结合CFD软件进行模拟优化,设计开发出了使用大替代比多元异质替代燃料的低碳低氮环保型分... 详细信息

在水泥窑中大比例使用替代燃料是目前水泥行业降低水泥生产过程中碳排放的重要技术手段。本文在对RDF的燃烧特性及燃烧动力学研究分析的基础上,并结合CFD软件进行模拟优化,设计开发出了使用大替代比多元异质替代燃料的低碳低氮环保型分解炉。水泥工厂的运行结果表明,水泥窑系统生产运行稳定,窑尾热量替代率80%,NOx本底值降低至249 mg/Nm3(未使用氨水)。该型分解炉对复杂多元异质替代燃料具有较好的适应性。

关键词：大替代比替代燃料分解炉燃烧特性

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水泥分解炉煤/生物质耦合预热特性试验

洁净煤技术 2023年第9期29卷 24-31页

作者：李鹏鹏任强强吕清刚王超张驰韩绍博华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学技术大学安徽合肥230026

在干法水泥生产技术中,分解炉内燃料燃烧和原料分解对水泥质量和污染物排放有重要影响。与燃料直接注入分解炉燃烧相比,燃料经循环流化床预热处理后再注入分解炉燃烧不仅可以提高分解炉内燃烧性能,减少有害气体排放,同时预热处理也可以... 详细信息

在干法水泥生产技术中,分解炉内燃料燃烧和原料分解对水泥质量和污染物排放有重要影响。与燃料直接注入分解炉燃烧相比,燃料经循环流化床预热处理后再注入分解炉燃烧不仅可以提高分解炉内燃烧性能,减少有害气体排放,同时预热处理也可以增加水泥分解炉的燃料适应性。主要研究煤与生物质混合燃料在进入分解炉前由循环流化床预热后的预热特性,即不同因素对固相预热燃料和煤气的影响。研究表明:氧碳比(单位时间内O_(2)与C的摩尔质量比)的增大会导致预热炉内反应和颗粒碰撞更为剧烈,导致预热燃料粒径减小;同时氧碳比增加会使煤和稻壳耦合预热产生的焦炭灰分增加,其他组分减少;外热源升温可明显提升CO、CH_(4)、H_(2)等煤气有效燃烧组分的生成,提高固相燃料中各组分的转化率。

关键词：水泥分解炉生物质循环流化床燃料预热

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预热分解系统结皮原因分析及工艺优化

水泥工程 2024年第2期 36-38页

作者：倪磊姚立红颜新传刘继斌葛洲坝宜城水泥有限公司湖北襄阳441400 中国葛洲坝集团水泥有限公司湖北荆门448000

我公司一条4800t/d的水泥熟料干法生产线配套建有日处理200t城乡生活垃圾项目,近段时间以来水泥窑窑尾分解炉锥部及烟室部位频繁结皮,且处理困难,严重影响回转窑热工制度,影响熟料产质量。本文结合对窑尾结皮料的化学分析结果,详细探究... 详细信息

我公司一条4800t/d的水泥熟料干法生产线配套建有日处理200t城乡生活垃圾项目,近段时间以来水泥窑窑尾分解炉锥部及烟室部位频繁结皮,且处理困难,严重影响回转窑热工制度,影响熟料产质量。本文结合对窑尾结皮料的化学分析结果,详细探究了形成结皮的原因,提出了为预防结皮问题所采取的技术措施和管理措施,并取得了良好效果。

关键词：分解炉预热系统结皮氯离子旁路放风

加大煤矸石在预分解窑系统中掺加量的技改措施

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水泥 2024年第1期 34-37页

作者：焦国徽顾新星刘丽合肥水泥研究设计院有限公司安徽合肥230000 定华能源建材有限责任公司云南丽江674100 南阳市天泰水泥有限公司河南南阳473000

针对企业加大煤矸石掺量、降低生产成本的目标,在2 500 t/d熟料生产线进行针对性的技术改造,主要包括生料磨磨辊门密封改造、排渣皮带密封改造、分解炉扩容、各级旋风筒降阻、使用HP系列高旋流窑头燃烧器、更换第四代步进式冷却机、优... 详细信息

针对企业加大煤矸石掺量、降低生产成本的目标,在2 500 t/d熟料生产线进行针对性的技术改造,主要包括生料磨磨辊门密封改造、排渣皮带密封改造、分解炉扩容、各级旋风筒降阻、使用HP系列高旋流窑头燃烧器、更换第四代步进式冷却机、优化预热器下料管内撒料箱的角度等关键环节,实现了煤矸石掺加量由2.5%提升至9%的目标,同时熟料标准煤耗降至101 kg/t。

关键词：煤矸石立磨磨辊门密封分解炉第四代篦冷机

Fe3+-Co2+-Ni2+/生物炭低温分解磷石膏的研究及DD分解炉的模拟

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Fe3+-Co2+-Ni2+/生物炭低温分解磷石膏的研究及DD分解炉的模拟

作者：罗琴西南科技大学

学位级别：硕士

磷石膏热分解的高能耗、低效率制约着磷化工行业的规模化发展,建立磷石膏低温分解路径是高效资源化研究的方向。本文通过Fact Sage软件探索磷石膏分解路径,在碳还原体系下联合金属离子实现磷石膏的低温分解,利用废弃生物质材料制得生物... 详细信息

磷石膏热分解的高能耗、低效率制约着磷化工行业的规模化发展,建立磷石膏低温分解路径是高效资源化研究的方向。本文通过Fact Sage软件探索磷石膏分解路径,在碳还原体系下联合金属离子实现磷石膏的低温分解,利用废弃生物质材料制得生物炭,对比研究低温分解磷石膏的效果,在此基础上通过Fluent软件模拟仿真磷石膏在分解炉内的运行状态。主要的研究内容和结果如下:(1)为了建立可靠的磷石膏低温分解路径,使用Fact Sage软件分别计算磷石膏与硫铁矿、焦炭、CO的热力学数据。结果显示,磷石膏与硫铁矿反应温度高于1000 C,所需热量大于1000 k J·mol,此反应能耗高。而磷石膏与焦炭在摩尔比1:4或1:2.5的条件下,均能实现磷石膏的低温分解(低于900 C),考虑空气中损耗部分焦炭,选取磷石膏焦炭摩尔比为1:4进行实验,反应生成硫化钙。磷石膏与CO在摩尔比1:4的条件下自发发生,反应也生成硫化钙,且硫化钙与氧气在室温条件下自发发生,故设定分解路径为Ca SO-Ca S-Ca O。(2)在磷石膏低温分解路径建立的基础上,通过添加促进剂(金属离子)催化成功建立磷石膏的低温分解体系。经单元金属离子(Fe/Co/Ni)预处理后的磷石膏在700 C～900 C分解,700 C时分解率最高为75%(0.6Ni)。三元金属离子(Fe-Co-Ni)预处理后的磷石膏分解温度为450 C～800 C,500 C分解率最高达35%(0.8Fe0.6Co0.4Ni)。此外,根据热分解阶段的动力学分析,结合磷石膏预处理后的XRF和EDX结果,三种金属离子在预处理磷石膏的过程中存在一个反应先后顺序:Fe>Co>Ni。最后,初步推导金属离子与磷石膏分解阶段的催化机理。因此,在碳还原体系下,添加促进剂(Fe/Co/Ni)实现低温分解磷石膏可作为一种资源利用途径,符合磷化工可持续发展的要求。(3)基于焦炭与金属离子能有效降低磷石膏分解温度,本工作将所用碳源转换为生物质炭,通过一步法实现柚皮粉与磷石膏的低温分解。首先测定柚皮粉碳化前后质量得到其碳化产率为26.30%,在此比例下将柚皮粉与磷石膏直接均匀混合进行反应,通过转换反应气氛成功实现柚皮粉与磷石膏的低温分解。根据热分析数据得到生物炭与磷石膏在620 C(0.8Fe)时就开始分解,且在700 C时最大的分解率为48%(0.8Fe)。然后通过已知的热分析数据计算磷石膏在分解过程中的活化能,表明增大Fe的浓度能大幅度降低磷石膏分解活化能。此方法实现磷石膏与生物质材料的资源化利用,有效降低实验成本,简化实验流程。(4)根据磷石膏的分解反应,建立适用的磷石膏分解炉。通过三维建模软件建立磷石膏分解炉模型,使用Fluent流体仿真软件理论研究该模型的可用性。在模拟过程中,选择Eulerian双流体模型、k-ε湍动模型、能量方程对磷石膏分解炉进行三维数值模拟计算和分析。模拟了流态化颗粒浓度分布、颗粒速度矢量、温度分布、压力分布和流体迹线,并对模拟的结果也进行了分析和研究,表明分解炉内颗粒浓度分布均匀、颗粒速度稳定、温度分布和压力变化合理,流体迹线表明颗粒间混合充分,为磷石膏分解炉的运行提供了科学依据及理论支撑,将实际问题简化。

关键词：磷石膏分解金属离子生物炭分解炉

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分解炉结构参数的优化设计研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2005年第11期33卷 45-47页

作者：陆继东夏凡黄来胡芝娟华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 天津水泥工业设计研究院天津300400

针对水泥生产中分解炉的结构参数优化设计问题,提出了一种利用分解炉虚拟样机结合神经网络、遗传算法及正交设计的方法,详细研究了它们之间的逻辑联系和在整体优化设计框架中的作用,同时以水泥生产中常见的双喷腾分解炉为例,对其结构参... 详细信息

针对水泥生产中分解炉的结构参数优化设计问题,提出了一种利用分解炉虚拟样机结合神经网络、遗传算法及正交设计的方法,详细研究了它们之间的逻辑联系和在整体优化设计框架中的作用,同时以水泥生产中常见的双喷腾分解炉为例,对其结构参数进行了优化设计研究,给出了优化结果.该方法不仅建立了一套较为完备的分解炉系统仿真和分析的理论体系,为分解炉进一步的开发和设计提供了有利的工具,同时也为工程设计人员提供了一种优化思路.

关键词：分解炉虚拟样机神经网络遗传算法正交设计方差分析优化设计

NST型分解炉流场及NOX分布数值模拟研究

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NST型分解炉流场及NOX分布数值模拟研究

作者：丁思源西南科技大学

学位级别：硕士

分解炉作为新型干法水泥技术的核心设备,承担着生料分解与煤粉燃烧的同时也会产生大量氮氧化物。随着对环保愈发重视,降低水泥行业分解炉内氮氧化物排放迫在眉睫。氧含量及煤的燃烧状态是影响分解炉氮氧化物的主要因素,本文通过CFD仿真... 详细信息

分解炉作为新型干法水泥技术的核心设备,承担着生料分解与煤粉燃烧的同时也会产生大量氮氧化物。随着对环保愈发重视,降低水泥行业分解炉内氮氧化物排放迫在眉睫。氧含量及煤的燃烧状态是影响分解炉氮氧化物的主要因素,本文通过CFD仿真模拟技术结合实地热工检测对某厂4800t/d水泥生产线的NST分解炉进行数值计算。研究不同过剩空气量对分解炉内氮氧化物分布影响。研究近三次风管喷煤区域煤粉占总煤量喷煤比例对分解炉内氮氧化物分布影响。主要结论如下:检测结果表明,在分解炉锥部喷煤管平台,高温三次风与距其上方边界0.3m处喷煤管煤粉快速汇合,燃烧反应迅速,此处所测温度1300℃左右,NO浓度高达1000ppm。数值计算发现在靠近三次风管处喷煤管(距三次风管上方边界0.3m)喷煤区域出现局部高温。数值计算分解炉出口氧含量2.1%,NO为502ppm,实测分解炉出口氧含量为2.5%,NO为523ppm。三次风运动轨迹影响分解炉NO分布。在NST分解炉中,三次风横向进入分解炉受上升窑气挤压,三次风轨迹呈螺旋上升。过剩空气量增大,三次风风速增加,螺旋程度增加,煤粉运动轨迹也受三次风影响,NO高值区域同三次风轨迹一致呈螺旋状分布。靠近三次风煤粉被三次风裹挟运动,运动轨迹集中在分解炉中心,产生1000ppm的NO高值区,分解炉水平面上NO分布不均,表现为“中间高,四周低”。此区域煤粉的增加,NO分布不均现象加剧。

关键词：分解炉 NO 数值模拟喷煤比例

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分解炉虚拟样机的开发

系统仿真学报 2005年第3期17卷 642-645页

作者：黄来陆继东夏凡张振顶李昌军华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

以水泥生产过程中的分解炉为对象,分析了分解炉内具体的物理化学过程,同时开发了反映分解炉工作过程(流体力学、燃烧学、分解动力学、颗粒动力学)的数学模型,借助数值模拟方法进行了分解炉虚拟样机的开发,为分解炉的设计与开发提供了试... 详细信息

以水泥生产过程中的分解炉为对象,分析了分解炉内具体的物理化学过程,同时开发了反映分解炉工作过程(流体力学、燃烧学、分解动力学、颗粒动力学)的数学模型,借助数值模拟方法进行了分解炉虚拟样机的开发,为分解炉的设计与开发提供了试验平台。

关键词：分解炉虚拟样机数值模拟试验平台