在我国钢铁企业的高炉生产车间里面，烟尘污染非常严重，其中以出铁口部位问题最为严重，而盲目地提高除尘风量会大大增加能耗，如何高效节能地捕集烟尘是铁口区除尘工艺研究的重点方向。由于尺寸过大、温度过高，不论在工业实体上还是在实验室内都很难直接进行试验研究，本文开创性得将相似模化理论与CFD模拟技术应用在铁口区除尘，并依此设计试验平台，使开展实验室级别的试验研究成为可能。
首先，根据相似模化理论，对铁口区尘源进行了模化，将其参数降低至实验室级别，并依此设计了冶金废气除尘模拟平台，同时以FLUENT软件为平台，采用CFD的方法对烟尘的扩散过程中的流场分布进行了模拟。研究采用了不同铁沟/铁口烟尘动量比以模拟不同出铁时段的流场状态，定量地描述了全时段的铁口区流场分布。
其次，通过模拟对比了有无垂幕时集尘罩的捕集效率，验证了垂幕在铁口区除尘中的重要作用。在使用垂幕的基础上，对比了不同集尘罩布置高度、不同集尘罩长度下集尘罩的捕集效率，得到的最佳集尘罩形式为高0.44m长0.6m，同时依据模拟结果设计了试验用集尘罩。在最佳的集尘罩形式下，使用不同除尘风量进行了除尘模拟，研究捕集效率随除尘风量的变化规律，依此得到了不同出铁时段的最佳除尘风量。
最后，研究了气帘在高炉出铁场除尘的应用工艺。气帘的应用工艺研究分为两部分，一是用来替代垂幕的尾部气帘，模拟了不同倾角和出口风速尾部气帘的工作情况，二是用来阻隔横向风的侧面气帘，在使用最佳尾部气帘的工况下，对比了位置和出口风速不同时侧面气帘的工作情况。通过对比捕集效率和流场分布，得到了以下结论：尾部气帘最佳倾角α为20°，尾部气帘最佳风速Vwb为6.75m/s，侧面气帘布置位置应尽量远离铁沟，最佳侧面气帘风速Vcm为16m/s。
- 作 者：
- 刘一
- 学科专业：
- 热能工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华中科技大学
- 导师姓名：
- 陈汉平王贤华
- 学位年度：
- 2016
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
