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转炉煤气(即一次烟气)净化湿法新OG工艺是当前世界转炉一次烟气净化及煤气回收主流工艺,该工艺的核心设备是转炉环缝洗涤器,其阻力损失占系统总阻损70%以上,其变化特性对于除尘效率、炉口微差压控制、系统能耗等方面有着至关重要的作用。该技术的发明者德国鲁奇比肖夫公司(Lurgi—Bischoff)长期技术封锁,国内的工程技术公司虽通过简单复制的形式实现了国产化,但投运效果与进口技术有一定的差异,主要体现在煤气回收量、除尘效果等方面,而能解决这些问题的突破点在于掌握环缝洗涤器设备的阻力。本文依托实际工程案例,对转炉环缝洗涤器的阻力特性展开研究。
首先,针对转炉煤气环缝洗涤器内气、固、液三相流动传热过程和特征进行分析,建立了相应的物理、数学模型,以及液滴运动模型。
其次,利用Fluent6.2.16版软件进行三维数值分析计算。以某一实际工程案例为例,计算不同行程下下阻力数值,并绘制了曲线,得出结论为:当流量一定时,在有效的行程范围内环缝洗涤器的压力损失随行程的增大呈幂函数规律降低,对应的规律为:P=2.9993×108l-1.8038,当x≥150mm的范围内,该拟和公式与模拟计算值之间的相关性为:R2=0.9992。同时计算了环缝不同行程下环缝锥面的受力数值并绘制了曲线图。
第三,分别计算了在24种不同工况下的阻力数值,并绘制了曲线图。这24种工况分别为:5种恒流量变水气比条件下阻力与随行程变化关系、5种恒水气比变流量条件下阻力随行程变化关系、7种恒流量变行程条件下阻力随水气比变化关系、7种恒水气比变行程条件下阻力随流量变化关系。
最后,根据已得各种计算结果及曲线,通过正交实验分析及回归分析,得到阻力计算经验公式,并实例演示在实际工程中应用该公式的方法。