锌精馏炉用蓄热室内热工过程数值计算及优化

热镀锌是目前世界上钢铁材料保护中最基本、应用最广泛、最有效的防腐方法。在这一过程中,需要消耗大量纯锌并产出热镀锌渣。我国热镀锌渣的年产出量达10万吨,热镀锌渣又是锌含量极高的金属锌再生资源。锌渣的回收与利用可以延长锌资源的使用寿命,同时降低生产能耗,减少对环境的污染,增加社会和经济效益。回收锌渣时采用精馏法生产工艺,其主要设备为塔式锌精馏炉。这一设备是成熟设备,在精锌提纯工艺中广范应用。此设备使用传统陶土式换热器,换热效率较低、排烟温度较高、占地面积大。在高温烟气余热回收装置中,蓄热式燃烧技术具有较高的回收效率和较广泛的适用范围。将成熟的蓄热式燃烧技术应用在塔式锌精馏炉中,可极限回收烟气余热,降低炉子排烟温度,提高炉子热效率并减少燃料消耗,具有较大的实际意义。锌精馏炉内部水平温差要求在±5℃,否则内部的SiC塔盘容易损坏。蓄热室出口空气温度波动对燃烧室内温度场分布有较大影响。因此重点对蓄热室进行分析,找到降低蓄热室出口空气温度波动的合理措施。在分析方法上采用Fluent商用软件,对不同蓄热体材料、不同换向时间、不同小球直径、小球材质进行多工况计算,分析蓄热室内部温度场、换热系数、换热功率、余热回收效率等热工参数,最终确定蓄热室的相关结构参数。依据分析计算,将蓄热式燃烧系统应用到锌精馏炉中是可行的,采用蓄热式燃烧技术能够获得稳定均匀的燃烧室温度场分布,满足锌精馏炉内温差在±5℃的工艺要求。同时也进一步扩大了蓄热式燃烧系统的应用范围,适用于其它对温度较为敏感的热工设备。

蓄热室; 温度波动; 换向时间; 数值计算;

陈文仲;

TF813

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