研究课题：基于现场测温实验改进的电熔镁余热回收利用新工艺研究

研究内容：

      我国是全球最大的电熔镁砂生产国和供应国，但是长期以来国内电熔镁生产工艺落后，资源和能源浪费严重，同时对周边环境造成严重影响。因此，开拓菱镁矿熔炼过程节能降耗新方法，开展镁熔坨余热资源回收利用技术，将促进镁产业可持续发展，增强产业的国际竞争力。
      以镁熔坨破碎与测温现场实验结果为依据，修整完善了原先设计的电熔镁余热回收工艺中的高温破碎环节，提出了一套全新的电熔镁余热回收与利用工艺。通过对电熔镁砂生产新工艺系统中的能量进行循环计算，获得了关键的余热回收工艺参数，镁熔坨中电熔镁砂含有的热量为1214 kWh/t，余热回收室所需空气总流量为6809.84 Nm3/h，回收热风可将物料预热至200～400℃的温度范围内。将菱镁矿物料预热至370℃时，可使电弧炉达到14.06%的节能目标。按每吨电熔镁砂产品节电330kWh计，每年可节电16.5亿kWh，节电价值达13.2亿元。
      对新工艺中的关键设备进行了初步设计，对布置翅片后的余热回收室，提出了多排圆形冲击射流式吹风冷却的方法，并采用持续通风及间歇式通风相结合的布风制度。
      以现场测温数据为基础，应用Fluent数值模拟软件和Tecplot后处理软件对镁熔坨在余热回收室中的热量回收过程进行数值模拟和结果分析。速度场的模拟结果表明，以冲击射流方式进行强制换热明显增大了近壁面处风速，强化了镁熔坨及翅片与空气的对流换热效果，提高出口风温。温度场的变化情况表明，布置翅片后的余热回收室不仅增大了对流传热面积，缩短了MgO的凝固结晶时间，优化了产品的结晶质量，使出风口温度最高值达到453℃，为新工艺中在回收室内添加翅片的合理性提供了理论依据；但在凝固结晶过程基本结束后，持续强制通风使出风口温度逐渐下降，很难维持在453℃，这一模拟结果也将对余热回收室中持续通风及间歇式通风相结合的布风制度的设计起到理论指导作用。