镁渣余热回收罐床层内气固换热过程数值模拟

摘要

为探究镁渣余热回收罐的热回收效率，基于多孔介质局部非平衡双能量方程，构建床层内气固换热模型，采用有限差分法对气固换热过程进行数值模拟。建立多孔介质区域的气相-固相双温度场耦合模型，分析冷却段高度、气体流量、固体移动速度、气体入口温度、固体入口温度以及孔隙率对换热效果的影响。结果表明：当冷却段高度增大时，气固换热的(火用)损失逐渐降低，(火用)效率则逐步提升；气体和固体入口温度升高时，气体与固体的出口温度、气体出口热量及气固换热的损失均有所增加，但其(火用)效率基本保持不变，约为24%；随着气体流量的减少和固体移动速度的增加，气体、固体的出口温度及气固换热的(火用)损失均上升，而(火用)效率则有所下降；随着床层孔隙率的增加，(火用)损失和(火用)效率均显著降低，当孔隙率从0.31增至0.525时，气固换热的(火用)损失从112 kJ/kg降至37 kJ/kg，(火用)效率从24%降至7%。研究结果可为优化镁渣余热回收罐内的气固换热工艺参数提供一定的参考。

关键词

余热回收 / 数值模拟 / 气固换热 / 镁渣 / 热量(火用)