顶侧复吹熔融炉中侧吹对熔池流动的影响

樊泽坤; 杨智锋; 牛艳霞; 董子枫; 齐庆; 申峻

doi:10.16355/j.tyut.1007-9432.20240308

太原理工大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (04) : 665 -676. DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.20240308

顶侧复吹熔融炉中侧吹对熔池流动的影响

樊泽坤, 杨智锋, 牛艳霞, 董子枫, 齐庆, 申峻

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摘要

【目的】针对煤矸石等固体废弃物的综合利用，基于HIsmelt工艺开发了一种处理煤矸石等固废的新型反应器。【方法】利用Fluent软件对内部发生的多相流反应进行了数值模拟研究，并与顶吹和侧吹的流场进行了对比，计算了熔融液获得的搅拌能，同时研究了侧吹角度和侧吹速度对顶侧复吹熔融炉的影响，确定了最佳的操作参数。【结果】结果表明：顶侧复吹模式下，顶吹和侧吹会相互作用消耗大量能量，使熔融液内部速度自上而下逐渐降低，形成明显的分层；最佳侧吹角度为55°，此时熔融液内高速区、熔融液表面氮气气含率和搅拌能最大；侧吹速度越大，熔池搅拌效果越好，侧吹速度为50 m·s^-1时，操作稳定性较好，此时有效能效率为1.25%，为最佳喷吹速度。