通过超大型旋风器中颗粒的高速自旋转从熔融矿渣中回收废热

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Waste Heat Recovery from Molten Slag via High-Speed Self-Rotation of Particles in the Ultralarge Cyclone

熔渣热污染治理中，离心流场诱导的粒子自旋转技术可提升热回收效率达90%，较传统空吹和水淬节能24.1%和32.1%，每处理10吨熔渣减少1043.3kg CO?排放。

　　

来自熔融渣的热污染已成为钢铁工业中最新的工业污染问题。本文提出了一种基于旋流场诱导的高速颗粒自旋转的新渣处理工艺，该工艺增强了高温渣与流体之间的热传递，并在工业规模的熔融渣热回收系统中展现了高效的热回收性能。在旋流器中，颗粒的自旋转速度范围为1200至15,000转/分钟。此外，通过机器学习技术实现了对颗粒自旋转速度的高精度预测，其预测模型的R2值为0.989。在相同的雷诺数和5毫米的均匀颗粒直径条件下，理论计算表明，与传统风冷和水淬方法相比，该工艺可分别降低24.1%和32.1%的能耗。在一个150吨/小时的工业规模熔融渣余热回收项目中，采用了超大型的旋流器，实现了高达90%的热回收效率。通过这种新型工艺，每处理10吨熔融渣可避免1043.3公斤的二氧化碳排放，而现有的离心造粒技术在同一条件下会产生31.2公斤的二氧化碳排放。因此，通过实施旋流系统，每年可减少约965,224吉焦的热污染排放。本研究为缓解钢铁工业中熔融渣引起的热污染提供了一种有效的策略。