طراحی حرارتی ریکوپراتور واحد احیاء مستقیم آهن مبتنی بر فناوری میدرکس

یکی از اجزاء مهم خط تولید آهن اسفنجی در فرآیند میدرکس، سامانه بازیافت حرارت (ریکوپراتور) است. ریکوپراتور میدرکس نقش تبادل حرارت بین محصولات احتراق خروجی از ریفورمر و سه جریان مستقل هوای احتراق، گاز طبیعی و گاز تغذیه را دارا است. عملکرد بهینه این ریکوپراتور از جهات مختلف حائز اهمیت بوده و کسب دانش فنی طراحی حرارتی ریکوپراتور با دو هدف اصلی طراحی و همچنین پیش بینی رفتار حرارتی- هیدرولیکی آن ضروری است. پژوهش حاضر به محاسبات حرارتی-هیدرولیکی این نوع ریکوپراتور پرداخته و در همین راستا برای اولین بار اقدامات متعددی شامل توسعه روابط خواص ترموفیزیکی به صورت توابع چند جمله ای از دما برای جریان های تشکیل دهنده ریکوپراتور، استخراج و استفاده از روابط انتقال حرارتی و هیدرولیکی مناسب (از میان تعداد بسیار زیاد روابط ارائه شده در منابع) و تدوین الگوریتم حل با احتساب برهم کنش دسته لوله ها انجام شده است. همچنین فرآیند محاسبات حرارتی به کمک داده های موجود اعتبارسنجی شده است. در همین راستا و در قالب مطالعات موردی، برای یک مجموعه شرایط فرآیندی مشخص دو طرح مختلف ارائه و نتایج مربوطه مقایسه شده است.

کلیدواژه ها:

ریکوپراتور ، بازیافت حرارت ، طراحی حرارتی- هیدرولیکی ، مبدل حرارتی ، دسته لوله