Түүхий коксын ширхэгийн хэмжээний тархалт нь материалын давхаргын нэвчилт болон эргэлдэгч зууханд шатаах жигд байдалд тоон үзүүлэлтээр хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Эргэлдэгч зууханд түүхий коксын ширхэгийн хэмжээний тархалт нь материалын давхаргын нэвчилт болон шатаах жигд байдалд үзүүлэх тоон нөлөөллийг ширхэгийн хэмжээний параметрүүд болон процессын үзүүлэлтүүдийн хоорондын хамаарлаар дараах байдлаар шинжилж болно.

I. Материалын давхаргын нэвчилтэд бөөмийн хэмжээний тархалтын тоон нөлөө

Бөөмийн хэмжээний жигд байдал (PDI утга)

• Тодорхойлолт: Бөөмийн хэмжээний тархалтын дисперсийн индекс (PDI = D90/D10, энд D90 нь бөөмсийн 90% нь дамждаг шигшүүрийн хэмжээ, D10 нь бөөмсийн 10% нь дамждаг шигшүүрийн хэмжээ юм).
• Нөлөөллийн хэв маяг:
  PDI-ийн утга бага байх нь (илүү жигд бөөмийн хэмжээг илтгэнэ) нь материалын давхаргын нүх сүвийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд нэвчилтийн индекс (K утга) ойролцоогоор 15%-20%-иар нэмэгддэг.
• Туршилтын өгөгдөл:
  PDI нь 2.0-оос 1.3 болж буурахад зуухны доторх даралтын уналт 22%-иар буурч, хийн урсгалын хурд 18%-иар нэмэгддэг нь нэвчилт мэдэгдэхүйц сайжирч байгааг харуулж байна.
• Механизм:
  Бөөмийн жигд хэмжээ нь жижиг хэсгүүд том бөөмсийн хоорондох зайг дүүргэх үзэгдлийг бууруулж, "бөөмийн гүүр"-ийн нөлөөллөөс зайлсхийж, улмаар агаарын урсгалын эсэргүүцлийг бууруулдаг.

Нарийн ширхэгийн агууламж (<0.5 мм)

• Чухал босго:
  Нарийн ширхэгийн эзлэх хувь 10%-иас хэтэрсэн үед нэвчилт огцом мууддаг.
• Тоон хамаарал:
  Нарийн ширхэгийн тоосонцор 5% нэмэгдэх тутамд зуухны доторх даралтын уналт ойролцоогоор 30%-иар нэмэгдэж, хийн урсгалын хурд 25%-иар буурдаг.
• Кейс судалгаа:
  Газрын тосны кокс шатаах зууханд нарийн ширхэгийн агууламж 8%-иас 15% хүртэл нэмэгдэхэд зуухны толгой дээрх сөрөг даралт -200 Па-аас -350 Па хүртэл нэмэгдэж, ажиллагааг хэвийн байлгахын тулд өдөөгдсөн сэнсний чадлыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болж, улмаар эрчим хүчний хэрэглээ 12%-иар нэмэгддэг.

Дундаж бөөмийн хэмжээ (D50)

• Хамгийн тохиромжтой хүрээ:
  Хамгийн сайн нэвчилтийг D50 нь 8-15 мм-ийн хооронд байх үед олж авдаг.
• Хазайлтын нөлөө:
  D50 нь 5 мм-ээс бага байх үед материалын давхаргын сүвэрхэг чанар 35%-иас доош буурч, нэвчилтийн индекс 40% -иар буурдаг;
  D50 нь 20 мм-ээс хэтэрсэн үед сүвэрхэг чанар өндөр боловч бөөмсийн хоорондох холбоо барих талбай багасч, дулаан дамжуулах үр ашгийг 15%-иар бууруулж, шатаах жигд байдалд шууд бусаар нөлөөлдөг.

II. Бөөмийн хэмжээний тархалт нь кальцинжуулалтын жигд байдалд тоон нөлөө үзүүлдэг

Температурын тархалтын стандарт хазайлт (σT)

• Тодорхойлолт:
  Зуухны доторх тэнхлэгийн температурын хэлбэлзлийн далайцын статистик үзүүлэлт бөгөөд σT нь илүү жигд шаталтыг илтгэнэ.
• Бөөмийн хэмжээний нөлөө:
  Бөөмийн хэмжээ жигд байх үед (PDI < 1.5), σT-г ±15℃ дотор хянаж болно;
  Бөөмийн хэмжээ жигд бус байх үед (PDI > 2.5) σT нь ±40℃ хүртэл тэлж, орон нутгийн хэт шаталт эсвэл дутуу шаталт үүсгэдэг.
• Кейс судалгаа:
  Хөнгөн цагаан нүүрстөрөгчийн эргэлдэгч зууханд PDI-г 2.8-аас 1.4 болгон бууруулахын тулд бөөмийн хэмжээний тархалтыг оновчтой болгосноор бүтээгдэхүүн дэх дэгдэмхий бодисын стандарт хазайлт 0.8%-иас 0.3% хүртэл буурч, шатаах жигд байдлыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.

Урвалын фронтын хөдөлгөөний хурд (Vr)

• Тодорхойлолт:
  Материалын давхарга дахь кальцинжуулалтын урвалын интерфейсийн хөдөлгөх хурд нь кальцинжуулалтын үр ашгийг тусгадаг.
• Бөөмийн хэмжээтэй хамаарал:
  Нарийн ширхэгийн эзлэх хувь (<3 мм) 10% нэмэгдэх тутамд Vr ойролцоогоор 25%-иар нэмэгддэг боловч хэт хурдан урвал болон орон нутгийн хэт халалт үүсгэх хандлагатай байдаг;
  Бүдүүн ширхэгийн эзлэх хувь (>20 мм) 10% нэмэгдэх тутамд дулаан дамжуулах эсэргүүцэл нэмэгдсэний улмаас Vr 15%-иар буурдаг.
• Тэнцвэрийн цэг:
  Бөөмийн хэмжээний тархалт хоёр горимтой үед (жишээлбэл, 3-8 мм ба 15-20 мм-ийн хэсгүүдийн холимог) Vr-ийг оновчтой хязгаарт (0.5-1.0 мм/мин) байлгаж, жигд байдлыг хангаж чадна.

Бүтээгдэхүүний чанарын түвшин (Q)

• Тоон хамаарал:
  Бөөмийн хэмжээний жигд байдал 0.5 нэгжээр нэмэгдэхэд (өөрөөр хэлбэл PDI-ийн утга буурах) бүтээгдэхүүний чадавхийн түвшин ойролцоогоор 8% -иар нэмэгддэг;
  Нарийн ширхэгийн агууламж 5%-иар буурах тутамд дутуу шаталт эсвэл хэт шаталтаас үүдэлтэй хаягдлын хэмжээ 12%-иар буурдаг.
• Аж үйлдвэрийн мэдээлэл:
  Титаны давхар ислийн эргэлдэгч зууханд түүхий коксын ширхэгийн хэмжээг (D50 = 12 мм, PDI = 1.6) хянах замаар бүтээгдэхүүний цагаан чанарын стандарт хазайлт 1.2-оос 0.5 болж буурч, нэгдүгээр зэрэглэлийн бүтээгдэхүүний хэмжээ 75%-иас 92% хүртэл нэмэгддэг.

III. Цогц оновчлолын зөвлөмж

Бөөмийн хэмжээг хянах зорилтууд:

• D50: 8-15 мм (материалын шинж чанараас хамааран тохируулж болно);
• PDI: <1.5;
• Нарийн ширхэгийн (<0.5 мм) агууламж: <8%.

Үйл явцын тохируулгын стратегиуд:

• Төвлөрсөн бөөмийн хэмжээний тархалтыг хангахын тулд олон үе шаттай бутлах, шигших процессыг нэвтрүүлэх;
• Нисдэг түлшний алдагдлыг бууруулахын тулд нарийн ширхэгтэй тоосонцор дээр урьдчилан хэлбэржүүлэх боловсруулалт (жишээ нь, шахмал түлш шахах) хийх;
• Зуухны төрлөөс (урт-диаметрийн харьцаа, эргэлтийн хурд) хамааран бөөмийн хэмжээний шатлалыг оновчтой болгох, жишээлбэл, урт зуухны хувьд бүдүүн ширхэгийг гол бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглах, богино зуухны хувьд нарийн ширхэгтэй тоосонцороор нэмэлт хийх.

Хяналт ба санал хүсэлт:

• Зууханд орж буй материалын ширхэгийн хэмжээний тархалтыг бодит цаг хугацаанд хянахын тулд онлайн ширхэгийн хэмжээний анализатор суурилуулах;
• Бөөмийн хэмжээний параметрүүд болон шатаах горимыг динамикаар тохируулахын тулд зуухны доторх температурын талбайн тооцооллын шингэний динамик (CFD) загварчлалтай хослуулна.