风帽对干熄焦炉内焦炭下降运动的影响

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1、燃料与化工2+-3455601!"#$%&’#()*+$,-.*#//#/7.$389:.34风帽对干熄焦炉内焦炭下降运动的影响张虎刘华飞张欣欣冯妍卉吴懋林C北京科技大学机械工程学院，北京055518D徐列郑文华C中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山00A554D摘要：采用示踪法和数字摄像设备，研究了焦炭在干熄炉冷态模型内的下降行为，得到了在高、低和椭圆风帽条件下焦炭下降的特点和规律。实验结果表明，风帽对焦炭下降的影响是区域性的，对焦炭下降的顺畅性影响较小。关键词：干熄焦风帽焦炭下降模型实验中图分类号：EF644309文献标识码：G文章编号：0550B8=5@C4556D54B5501B58"#$

2、%&’#(’)$*’#+,)-%)#,).’/’0(’#12#34)5’6’#+2#,/7,))%2#3,896:’;H’+IJK"L)"K"+M#)H’+IJN)IO)I!#IJP+I’")Q"2+.$)ICR#S+->(#I>.ME’#-(+$TIJ)I##-)IJUVI)W#-/)>X.MY*)#I*#+IZE#*’I.$.JX[#))IJU[#))IJ055518U&’)I+DN"L)#H’#IJQ#I’"+CG&]T&.^)IJ+IZ]#M-+*>.-XTIJ)I##-)IJ&.I/"$>)IJ&.-S.-+>).IU2&&UGI/’+I00A554U&’)I+D<:0+;9(

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4、/*#IZ)IJ3>’?-);10=&RF7#I>*.a$&.^#Z#/*#IZ)IJ2.Z#$#OS#-)(#I>干法熄焦过程就是红焦从干熄炉预存室经过冷时，除外形保证几何相似外，对内部结构进行了工却室下降到出料口被自下而上流动的惰性气体冷却艺上的简化。的过程。在这一过程中，焦炭的下降运动将对干熄焦装置的产量和质量产生直接的影响;0<。研究焦炭在干熄炉内的下降运动规律，寻求改善焦炭下降速度和均匀性的方法和措施，对干熄炉的设计制造和操作运行都具有重要的意义。影响焦炭在干熄炉内下降的因素主要有风帽的形状和位置、干熄炉炉型、炉墙表面性质等;4<，本文主要研究风帽形状和位置对焦炭下降的影响。图!高

5、风帽设计图!实验装置为保证实验结果的可靠性，实验采用破碎筛分实验所采用的设备是以熄焦能力为=6>?’的干后粒径为45((的焦炭，经测量其平均当量直径为熄焦炉缩至0?=后制作的半周模型。实验用风帽0@3A((。为了得到焦炭下降运动的时间线图和流见图0。考虑风帽结构的复杂性，在设计模型风帽线图，采用固体料流实验中常用的示踪法;8<，通过记收稿日期：455AB5=B442334年5月燃料与化工第56卷第2期#$%&’()%*+,-&./0,%11%1!"录示踪物的运动轨迹得到固体物料的运动规律。!实验结果的处理与分析将数字摄像机记录的焦炭下降图像进行处理，每隔!31截取!张图片进行合成，可以得到焦

6、炭下降的时间线图。图像合成结果见图2。由图2可以看出，沿风帽上部整个高度方向，焦炭下降运动具有平行性和均匀性，各层焦块没有相互位移。对于椭圆风帽，焦炭料层逐渐变为“平底”形，高风帽变为“7”形，低风帽变为“8”形，且高风帽使图"不同风帽时焦炭下降无量纲速度分布干熄炉中心附近焦炭的下降运动明显减慢。而低风帽时，炉壁对焦炭下降的影响相对较大，靠近墙壁处焦炭下降速度很低。就焦炭层总体下降均匀性而言，椭圆风帽优于高风帽和低风帽，但5种风帽对焦炭下降的顺畅性影响差别不大。图#不同时刻示踪焦炭的径向速度变化图!三种风帽下的下降轨迹图5为5种风帽时各示踪球的无量纲轴向速度分布。从图中可以看出，不同风帽下焦

7、炭下降速度的径向分布比较均匀。由实验数据可以回归出5种风帽下焦炭下降无量纲速度898:轴向速度;入口轴向平均速度<与无量纲=9=:径向坐标;冷却段半径<间的关联曲线，可用于预测熄焦室内焦炭下降速度。图>为高风帽时不同示踪球的轴向速度随时间图$不同风帽下焦炭下降的平均速度的变化曲线。由图中可以看出，在下降开始的直筒段轴向速度均匀9!3?231<，当焦炭下降至突扩区就焦炭下降的平均速度来看，高风帽时速度最时，轴向