浅谈关于炉渣回收处理高温熔渣的粒化机制

通过可视化实验研究了高炉渣液流在离心粒化装置上的粒化机制，比如，在离心粒化过程中，渣流首先在粒化器表面铺展成薄液膜，然后薄液膜在离心力作用下于粒化器的边沿形成液丝，最后在多种作用力下液丝断裂形成液滴。但是当粒化器在不同工况下运行时，其粒化过程存在滴状分裂、丝状分裂和膜状分裂3种机制，而其中丝状分裂是最主要的一种机制。

通过大量的实验研究，分别获得了粒化器结构、粒化器转速、流体物性及流量等参数对高炉渣粒化性能的影响规律，得到了不同工况下粒化后渣粒的粒径分布及质量分布，提出了预测粒化性能的实验关联式。此外，还通过计算流体力学（CFD）对高炉渣的离心粒化过程进行了数值模拟，获得了液膜厚度与颗粒粒径的定性关系，进一步提出了粒化器型线函数的概念。在基础研究的指导下，发明了组合式离心粒化设备，获得了良好的粒化效果。

在上述研究基础上，研究团队针对高炉渣离心粒化余热回收整个工艺流程，设计并搭建了高炉渣干式离心粒化余热回收的小试装置系统，对系统中涉及的熔渣进料控制、落渣方式、熔渣离心粒化、液滴飞行及撞壁、一级热回收及二级热回收技术等问题开展了大量的实验研究，获得了运行条件下的高炉渣离心粒化性能，包括颗粒粒径分布及质量分布、冷却颗粒的玻璃体含量及晶相结构等；并进一步针对装置壁面上离心熔渣颗粒撞击粘壁这一技术瓶颈问题进行了可视化实验研究，探索了壁面特性（包括壁面材料、表面粗糙度和壁面倾角等）和撞击工况（包括熔渣液滴直径、熔渣温度和熔渣撞击速度等）对高温熔渣液滴撞击固壁行为的影响机制及规律。

此外，还针对粒化高炉渣颗粒具有宽筛分粒径分布的特点，提出了喷动床与鼓泡床相结合的复合流化换热装置进行高效余热回收的技术方案，并对其在不同装置结构及运行参数条件下的换热特性及规律开展研究。