煉鐵反應器中靜滯粉塵含量的數值模擬

趙　雙，呂　杰

（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南250101）

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煉鐵反應器中靜滯粉塵含量的數值模擬

趙雙，呂杰

（山東省冶金設計院股份有限公司，山東 濟南250101）

通過建立二維數學模型模擬填充床中靜滯粉塵含量，模型基于有限體積法的雙流體模型，考慮氣相、粉相、固相的相互作用，并將粉相分為靜滯粉塵及動態粉塵，粉相的沉積機理采用過濾機制，主要由擴散作用、重力沉積、慣性作用等機制控制。通過與前人文獻中實驗結果對比驗證了模型的正確性。模擬結果顯示：隨著氣體速度的增加，填充床中靜滯粉塵含量逐漸減小，氣粉兩相通過床層時壓差高于純凈氣體通過床層時壓差；入口粉劑濃度也直接影響填充床中靜滯粉塵含量。

填充床；靜滯粉塵；氣-粉兩相；數學模型；過濾機制

煉鐵反應器內氣-粉兩相流動具有較為復雜的流動特征，一部分粉塵隨氣流運動穿過反應器內填充床，被稱為動態粉塵；一部分粉塵沉積在填充顆粒表面，被稱為靜滯粉塵。填充床內靜滯粉塵含量直接影響爐內料柱透氣性，甚至引發爐料堵塞［1］和懸料［2］。影響填充床中靜滯粉塵含量的因素包括氣體流速、粉塵濃度、填充顆粒及粉相顆粒物性等。因此，掌握不同操作條件下填充床中細小粉塵的靜滯含量對保證爐況順行、提高生產率具有重要意義。

關于氣-粉兩相流在填充床中的運動行為，有學者［3-4］建立一維數學模型，描述了填充床中填充顆粒性質對床層壓降、粉塵含量的影響，并確定了各相間的相互作用力，但未對粉相進行細分，粉相全部當作動態粉塵處理。……