基于CFD-DEM模型的颗粒级铁矿石还原分析方法技术

本发明专利技术提供了一种基于CFD

【技术实现步骤摘要】
基于CFD
‑
DEM模型的颗粒级铁矿石还原分析方法


[0001]本专利技术涉及一种铁矿石，具体涉及一种描述铁矿石还原的方法。

技术介绍

[0002]铁矿石还原是目前冶金工艺中的主要单元操作，主导着制铁过程的能源消耗和温室气体(GHG)排放。因此，即使略微提高铁矿石的能源效率或减少温室气体排放，也会对生铁的成本产生相当大的好处，更重要的是，对减少相关的碳足迹有益。
[0003]虽然包括传质在内的基于DEM的模型已广泛应用于许多颗粒系统，但进一步的应用在不同操作条件如在不同的还原气体和温度下，尚未得到更定量和系统的验证。此外，需要对一些主要操作条件对铁矿石还原的影响进行更多的定量研究。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于CFD
‑
DEM模型的颗粒级铁矿石还原分析方法，捕获粒子尺度上的信息，可应用于例如高炉的复杂还原过程，为实际操作提供指导，而且也为更好地了解铁矿石还原过程提供了良好的基础。
[0005]技术方案：一种基于CFD...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD
‑
DEM模型的颗粒级铁矿石还原分析方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据还原高炉构建几何体物理模型；(2)根据几何体物理模型构建铁矿石还原过程中的流体相控制方程组，所述流体相控制方程组包括连续性方程、动量方程和能量方程；所述能量方程为：式中，c
pf
为气体比热容，单位为J/(kg
·
K)；k
f
为气体导热系数，单位为W/(m2·
K)；A
p
为颗粒表面积；T
f
为气体温度，单位为K；T
p
为颗粒温度，单位为K；h
fp
为气体与颗粒间对流换热系数；其中：A
p
＝6(1
‑
ε
f
)/d
p
h
fp
＝(2.0+0.6Re
i1/2
Pr
1/3
)kf/dpi式中，i表示第i个颗粒；Pr为普朗特数，Pr＝(μ
f
·
c
pf
)/k
f
；Re为雷诺数，Re＝(ρ
f
d
p
·
v
f
)/μ
f
；d
p
为颗粒直径，单位为m；v
f
为气体流速，单位为m/s；μ
f
为气体粘度，单位为kg/(m
·
s)；d
pi
为第i个颗粒的直径；(3)建立固相控制方程，所述控制方程为颗粒运动控制方程、颗粒间导热方程；(4)选择不同的压力、等温性、气体成分和流量参数对颗粒级铁矿石还原过程进行模拟计算，分析比较不同参数下颗粒级铁矿石还原效果规律。2.根据权利要求1所述的基于CFD
‑
DEM模型的颗粒级铁矿石还原分析方法，其特征在于：步骤(2)所述连续性方程为：式中，ρ
f
为气体密度，单位为kg/m3；ε
f
为气体局部空隙率；t为时间；u...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄂殿玉，华晴赉，荆祎，周鹏，郭苏雅，文英明，郑奇军，焦璐璐，
申请(专利权)人：鑫铂斯南京智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：