干熄焦斜道焦炭上浮机理

目前国内关于干熄炉焦炭浮起机理研究鲜有报导;国外研究方面，中岛龙一等人提出的焦炭上浮机理认为循环冷却气体的流速及流速在斜道口断面上的非配的不均匀性是造成浮起的根本原因。然而这一观点不能解释在鼓风动能不变的情况下同样会产生浮起这一现象，其计算及推理并不严谨，不能从根本上阐释焦炭浮起机理。本文通过工业炉试验及理论计算，明确了斜道区内焦炭上浮的原因及多层斜道抑制上浮的机理，为多段斜道干熄焦技术的开发及应用提供了依据。

一、斜道内焦炭上浮机理

干熄炉内斜道区内焦炭上浮可分为平衡期、形成期、浮起期三个阶段。三个阶段为一个连续发展过程。

（一）平衡期、形成期斜道进口区域热力学状态

1、平衡期、形成期斜道进口焦炭状态焦炭状态如图1所示。平衡期是干熄炉处于正常运行状态时期，此时堆积在斜道区入口处的焦炭多为大焦块，并且堆积松散，并且进入到此区域的焦炭量与随排焦流出次区域的焦炭量相当，处于平衡状态，并不发生浮起;随着鼓风动能的增加，焦细碎的焦块和焦粉在此区域堆积，焦炭阻力增加，焦层逐渐向斜道内堆积，形成浮起的趋势，即为形成期。2、 热力学状态研究王英波等人进行的干熄焦工艺干熄炉内压降实验的研究依据Engun公式得出的流体通过均匀粒度颗粒固定床的压降公式，整理出修正摩擦数和修正雷诺数的关联式可供参考[1。由于实际干熄炉内气体流速很快，可忽略气体黏度的影响，本文仅对斜道区域内的热力学状态进行简化研究。取处于焦炭入口处的任意一片焦炭层作为研究对象(图2)，其热力学状态如下:

3、浮起期斜道域热力学状态

浮起期斜道内焦炭状态如图4所示。

浮起期是形成期的进一步发展。在此期间，焦炭在斜道壁侧堆积，造成阻塞，并随气流进入到斜道后部的除尘器内，干熄焦系统运转将难以控制。在浮起期内，堆积在斜道壁的焦炭内部以及靠近斜道壁侧的气体流速很低，而焦炭层外侧的气体流速很快，造成内外两侧形成压差;由于焦炭的阻塞，造成斜道通风面积减小，在总鼓风动能不变的情况下，斜道去局部气体流速增大，随着流速的持续增大，焦炭堆积层内外压差也持续增大，最终导致焦炭随气流流向斜道后部。而斜道口处又有焦块持续的补充。从以上分析来看，只有在浮起完全形成时，气体流速才是维持浮起并导致焦炭流入斜道后部的主要因素。在这期间，突然性的减小鼓风动能可以使堆积焦炭层崩塌，减缓焦炭浮起状况。