Анализ фазовых траекторий в имитационной модели колонного струйно-эмульсионного реактора

Abstract

В статье рассмотрено исследование на имитационной модели внутреннего механизма диссипативной структуры – гравитационный сепаратор в струйно-эмульсионном реакторе. Разработанные ранее математические модели, знания и опыт, полученные на крупномасштабной опытной установке Запсибметкомбината, позволили разработать имитационную модель гравитационного сепаратора с использованием метода Монте-Карло и «первых принципов». В результате работы имитационной модели получены фазовые траектории исследуемых величин: содержания углерода в копильнике и железа в шлаке в зависимости: а) от количества частиц углерода; б) от крупности железной руды. Также проанализированы скорости попадания железа и углерода в копильник по двум механизмам: 1) в падающих частицах; 2) диффузия через границу шлак-металл. Сделан вывод о том, что наименьшее количество углерода в готовом продукте получается при подаче железной руды радиусом 0,5 мм.

The article describes a study on a simulation model of the internal mechanism of a dissipative structure – a gravity separator in a jet-emulsion reactor. Previously developed mathematical models, knowledge and experience obtained on a large-scale experimental installation of the Zapsibmetcombinat allowed developing a simulation model of a gravity separator using the Monte Carlo method and the «first principles». As a result of the simulation model, the phase trajectories of the studied quantities were obtained: the carbon content in the digger and iron in the slag, depending on a) on the number of carbon particles; b) on the size of iron ore. The rates of entry of iron and carbon into the accumulator were also analyzed according to two schemes: 1) in falling particles; 2) slag-metal diffusion across the boundary. It was concluded that the smallest amount of carbon in the finished product is obtained by feeding iron ore with a radius of 0.5 mm.