回转窑内物料传输模型的研究

回转窑内物料平均停留时间（MRT）直接决定物料化学反应程度,它是回转窑设计的重要依据之一。在回转窑实验台上对5种不同的固体废弃物料和窑内风速、回转窑转速和回转窑倾角及物性参数改变的情况下进行了实验,获得了不同工况下物料MRT的变化规律：随着回转窑转速的提高、倾角增大和窑内风速增加,MRT减小;物料的物性参数中,休止角对MRT影响较大,休止角大的MRT小,而密度的变化影响相对较小。MRT对于以上各影响因素的敏感性差别也较大：回转窑转速对MRT影响是比较敏感的,特别是转速较小时;转窑倾角对MRT的敏感性则比较均匀;窑内风速在小回转窑转速、低窑内风速时对MRT的影响较为敏感。针对回转窑内物料传输影响因数众多、非线性机理强烈的特性,建立风速条件下物料传输模型（MMCAV）,并在回转窑转速倾角和一定风速条件下对模型进行了验证。在次高倾角（α=4.56°）时,MRT随窑内风速变化的情况,其中最大相对误差为7.1％。在低窑转速和高风速情况,总的平均相对误差为2.81％。用稻壳作为输运物料,把实验数据与Perry等模型对比发现：Perry模型在c=0m/s时,Saeman模型在c=0.41m/s附近时与实验值差异较小。风速的影响范围与回转窑倾角有较大关系,倾角α=3.04°时,风速c>0.41m/s必须考虑风速对物料输运的影响;而倾角α=4.56°时,c>0.25m/s就应考虑风速的影响。     

炭素回转窑内物料停留时间的确定

在前人建立的等径回转窑内物料料层轴向厚度变化公式基础上,推导出了适合于窑尾扩径和内衬增设翻料装置的变径窑内物料层厚度的计算式;同时利用上述两种窑内料层厚度计算式进一步求出了两种窑内物料停留时间的计算式,计算式中综合考虑了窑内径、窑长、窑头挡料圈高度、窑倾角、窑转速、物料体积流率、物料安息角、物料颗粒粒径等多种因素;为了验证计算公式的正确性,建立了实验装置,进行了冷态实验测试.结果表明,公式计算值与实验测试值比较吻合,误差较小,并且计算中不需要引入修正系数.     

固体废弃物在回转窑内混合特性的试验

以固体废弃物为试验物料,在回转窑冷态试验台上,采用示踪粒子的试验方法研究了固体废弃物特性(主要是堆积特性)、回转窑的结构特性(壁面粗糙度、长度及内构件)和操作特性(倾角及转速)等因素对固体废弃物在回转窑内横向混合特性及纵向扩散特性·回转窑转速和料床高度的增加可提高固体废弃物的横向混合速率,纵向扩散速率随着转速和倾角的增加而增加·出口挡板不仅延长了物料在回转窑内的停留时间,而且还使物料的纵向扩散速度大幅下降·纵肋虽然对横向混合的影响不明显,但可加强纵向混合,环肋可使纵向扩散速度下降·较高的壁面摩擦系数使得物料的纵向扩散速度增加·     

风速条件下回转窑内物料传输的实验研究

回转窑内的物料平均停留时间(MRT)直接决定物料化学反应程度.文中采用回转窑实验台,在不同的固体废弃物料和窑内风速、回转窑转速、回转窑倾角及物性参数下进行实验,获得了物料MRT的变化规律:随着回转窑转速的提高、倾角的增大和窑内风速的增加,MRT减小;物料的物性参数中,休止角对MRT影响较大,休止角大的MRT小,而密度的影响相对较小;随风速增加,刚开始时MRT下降较快,而后风速的影响减弱,最后趋于稳定.文中还建立了风速条件下的物料传输模型,并在一定风速条件下对模型进行了验证,发现与实验数据相比其平均相对误差为7.69%.     

回转窑内保温挂焦试验

采用固体废弃物为试验物料,在回转窑进行挂窑皮试验,通过挂窑皮进行试验,研究总结出在焚烧危险废物的挂窑皮最佳物料。     

固体废弃物在回转窑内停留时间的试验研究

本文介绍了回转窑冷态试验装置及试验方法。说明了固体废弃物在回转窑内停留时间的分布。以供参考。     

颗粒粒径对回转窑内散体物料休止角的影响规律

为了研究颗粒粒径与回转窑内散体物料休止角的关系,建立回转窑物料运动实验平台。以直径为2~10 mm的玻璃珠为物料样本,测试不同粒径的物料在回转窑中的运动过程。通过数字图像处理法计算物料休止角随时间的响应过程,分析不同粒径条件下散体物料休止角的变化规律。研究结果表明:在回转窑中,无论是单一粒径物料还是多粒径组合物料,休止角的最大值、最小值、均值、极差和周期都会随着颗粒粒径的增大而增大;在多粒径组合物料中,"巴西果效应"使不同粒径的颗粒出现分离,粒径偏大的颗粒运动到物料的外围区域,使得物料休止角的最大值、最小值、均值、极差和周期都增大;在平均粒径相同的多粒径组合物料中,颗粒间的粒径差值越大,休止角的最大值、最小值、均值、极差和周期越大。     

高温空气回转窑内燃料着火的突变特性

在高温空气回转窑燃烧中,着火是一个非线性突变过程.文中根据热流势函数,以炉膛温度为状态变量、高温空气温度和空气量为控制变量,建立了零维尖点突变模型,以解释高温空气回转窑内着火的复杂现象和系统出现的不稳定状态.结果表明:高温空气量的变化,会使得系统内部的热量产生波动,引起着火或熄火,而高温空气温度的提高可以使燃烧的不稳定区域减小;在木屑回转窑燃烧条件下,高温空气温度达973 K以后,燃烧的不稳定区域逐渐减小,在高温空气温度为1473K时,不稳定区域完全消失.     

球团矿回转窑内结圈物的特性研究

采用XRD、SEM和EDS等测试方法研究球团矿回转窑内结圈物的基本特性和显微结构及其对结圈形成的影响.结果表明,结圈物主要以赤铁矿为主,含有部分磁铁矿,其主要成分是铁的氧化物,其他少量成分以Al2O3、SiO2为主,还有极少量的CaO、K2O、Na2O等碱金属氧化物,它们主要以玻璃相的形式分布在晶界和气孔中.回转窑结圈的生长主要依靠铁氧化物的固相烧结反应,杂质形成的液相对固相烧结反应起到一定的促进作用.     

有机垃圾在外热回转窑内热解的产物分析

利用外热式回转窑试验台在不同热解终温下以垃圾中的典型有机物组分－废纸,ＰＥ塑料,废轮胎、木块及它们的混合物进行了一系列热解试验。考察了外热式回转窑的升温特性以及热解终温对热解气体,焦油和半焦的产率的影响。在不同的热解终温下研究了热解气体的成分、热值和能量份额的变化;研究了焦油的Ｃ／Ｈ原子比、热值和族分的变化以及半焦的热值、挥发分,固定碳,Ｃ和Ｈ元素的残余份额的变化,并对半焦的ＣＯ２反应活性进行了测     

氧化铝熟料回转窑干法烧结数值分析

建立60t.h-1氧化铝熟料回转窑综合传热、传质数学模型.应用数值方法,研究喂入料浆的水分含量对窑内热过程的影响,分析得到熟料烧结方式由湿法转变为干法时回转窑具有提高产能、降低能耗的潜力.结果表明:当料浆水的质量分数降至20%时,回转窑生产能力可比实际工况提高24%,相应燃煤单耗降幅可达18%.随料浆含水量再递减,则产能和燃煤单耗的平均变化量显著减少,改变幅度逐渐趋缓.     

圆筒型混合器中颗粒混合运动的研究

采用2种不同颜色的硅胶颗粒,研究混合器的填充率、转速等对颗粒混合过程的影响,探明颗粒在圆筒型混合器中的运动形态和混合机理.研究结果表明:混合过程中颗粒运动的流线不断被拉伸和弯曲,是形成颗粒扩散运动的重要机制;填充率和转速对颗粒的混合运动有明显影响:在填充率不变时,混合效果随混合器转速的提高(接近离心状态之前)而提高;当转速不变时,混合效果随填充率的提高(不超过70%)而提高;随填充率和转速的提高,颗粒的运动模式由Rolling模式逐步向Cascading模式发展.     

Low-cost solid FeS lubricant as a possible alternative to MoS2 for producing Fe-based friction materials

Three reaction systems of MoS2–Fe, FeS–Fe, and FeS–Fe–Mo were designed to investigate the use of FeS as an alternative to MoS2 for producing Fe-based friction materials. Samples were prepared by powder metallurgy, and their phase compositions, micro-structures, mechanical properties, and friction performance were characterized. The results showed that MoS2 reacts with the matrix to produce iron-sulfides and Mo when sintered at 1050°C. Iron-sulfides produced in the MoS2–Fe system were distributed uniformly and continuously in the matrix, leading to optimal mechanical properties and the lowest coefficient of friction among the systems studied. The lubricity observed was hypothesized to originate from the iron-sulfides produced. The FeS–Fe–Mo system showed a phase composition, porosity, and density similar to those of the MoS2–Fe system, but an uneven distribution of iron-sulfides and Mo in this system resulted in less-optimal mechanical properties. Finally, the FeS–Fe system showed the poorest mechanical properties among the systems studied because of the lack of Mo reinforcement. In friction tests, the formation of a sulfide layer contributed to a decrease in coefficient of fric-tion (COF) in all of the samples.     

滚筒干燥器中杆状颗粒混合特性的三维数值模拟

为研究杆状颗粒在滚筒干燥器中的混合运动,建立了杆状颗粒运动特性的三维数值实验平台.采用离散元法直接跟踪滚筒中的每一个颗粒,对杆状颗粒在滚筒干燥器中碰撞、摩擦的混合运动过程进行数值模拟,并把杆状颗粒和球形颗粒在滚筒中的混合特性进行对比.结果表明:随着转速的增加,颗粒混合均匀的速度加快;滚筒内杆状颗粒和球形颗粒均在近壁区域混合程度好;杆状颗粒混合达到均匀的速度较球形颗粒快;杆状颗粒整体混合均匀程度优于球形颗粒.模拟结果还表明,杆状颗粒的混合特性与球状颗粒的混合特性存在很大区别,在以往数值模拟中将杆状颗粒假设成球形颗粒存在较大误差,对杆状颗粒所建立的模型能更好地符合杆状颗粒的运动规律.     

Review of the fabrication and application of porous materials from silicon-rich industrial solid waste

Porous materials have promise as sound insulation, heat barrier, vibration attenuation, and catalysts. Most industrial solid wastes, such as tailings, coal gangue, and fly ash are rich in silicon. Additionally, a high silicon content waste is a potential raw material for the syn- thesis of silicon-based, multi-porous materials such as zeolites, mesoporous silica, glass-ceramics, and geopolymer foams. Representative sil- icon-rich industrial solid wastes (SRISWs) are the focus of this mini review of the processing and application of porous silicon materials with respect to the physical and chemical properties of the SRISW. The transformation methods of preparing porous materials from SRISWs are summarized, and their research status in micro-, meso-, and macro-scale porous materials are described. Possible problems in the application of SRISWs and in the preparation of functional porous materials are analyzed, and their development prospects are discussed. This review should provide a typical reference for the recycling and use of industrial solid wastes to develop sustainable “green materials.”     

可压缩双组分混合层的直接数值模拟研究

通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程模拟了三维可压缩双组分混合层问题,着重研究了双组分密度比和可压缩效应对混合层发展演化的影响.研究表明,随着密度比的增大,混合层扰动增长率降低.在混合层发展初期,可压缩性作用尤其是斜压效应对旋涡的发展起主导作用;在混合层发展后期,可压缩性影响减弱,旋涡的拉伸扭转效应占主导作用.同时,还分析讨论了可压缩混合层中湍流的转捩及拟序结构的演化过程.     

旋转热管生物反应器搅拌结构的数值模拟

针对不同搅拌结构形式的新型旋转热管生物反应器内的流动特性进行数值模拟。建立旋转热管生物反应器的数值模型,将多重参考系法(MRF)与滑移网格法(SM)相结合,选用标准k-ε湍流模型模拟计算反应器内的速度分布,并对作为搅拌结构的热管蒸发段上桨叶的倾斜角度(α)在0°、15°、30°和45°时的搅拌功率和混合时间进行计算。结果表明:在搅拌结构中,有热管蒸发段桨叶反应器的轴向形成了3个漩涡区,轴向平均流速相对较高,并且靠近自由液面附近的流速也较大。随着桨叶倾斜角度的增加,反应器液面附近速度减小,搅拌功率减小,混合时间变长。     

高固含固液搅拌槽内颗粒悬浮与混合特性

对高固含体系下Intermig桨搅拌槽内的桨叶搅拌性能以及颗粒的混合与悬浮特性进行实验研究.采用光导纤维技术对不同桨径、搅拌转速和桨叶离底距离下搅拌槽内底部以及轴向颗粒密度进行测量,同时对临界悬浮转速和搅拌功率进行测定.实验结果表明:对高固含液-固搅拌体系,所采用的Intermig搅拌桨具有很好的轴向混合特性,该桨适合在较大的桨径和较低的桨叶离底距离下应用,可在促进颗粒悬浮与均匀分布的同时,大大降低功率消耗.通过对实验结果的分析和拟合得出底部均匀度与搅拌槽内弗劳德数有关,Q=0.58Fr-0.35,Intermig搅拌桨功率准数在0.2 ～0.3之间,且与雷诺数关系为NP=2.1Re-0.2.     

回转窑新型燃料的探究与应用

祥元镁业一期工程煅烧车间以半工业化生产试验结果为设计依据,充分利用通化、白山地区丰富的煤炭资源,回转窑燃料制备系统应用了劣质煤造气技术和混合煤种喷煤技术,实现了成本和发热值缺陷的互补;燃烧器选用五通道气煤烧嘴,实现了气煤同烧供热;原煤干燥选用窑体烘干机,有效回收了回转窑高温段外壳余热。通过新型燃料的探究和合理的设备选型,为煅烧白云石提供了可靠的热源保障,达到了设计指标。     

搅拌机搅拌臂数目与叶片面积的确定方法

针对国内外搅拌臂和叶片缺乏成熟的设计方法的现状,采用理论分析与试验研究相结合的方法,分析了设计搅拌臂数目和叶片面积时需要考虑的相关因素,并在此基础上设计了试验样机,通过试验测试和结果分析,确定了各种试验条件下的搅拌臂数目与叶片面积的较佳值.结果表明,由于搅拌臂数目和叶片面积与其他结构参数互相影响,在叶片搅动的物料量与搅拌室公称容积之间存在着一个合理的比值范围,应将该比值作为设计时的综合评判指标.