Барабанная сушилка. Барабан. 1. Технологическая схема установки и ее описание 8 Расчетная часть 12

Название	1. Технологическая схема установки и ее описание 8 Расчетная часть 12
Анкор	Барабанная сушилка
Дата	26.01.2023
Размер	0.64 Mb.
Формат файла
Имя файла	Барабан.docx
Тип	Реферат #905985

Содержание
Введение 3

1. Технологическая схема установки и ее описание 8

2. Расчетная часть 12

2.1. Материальный баланс 15

2.2. Определение параметров сушильного агента

и расход теплоты на сушку 15

2.3. Определение размеров сушильного барабана 16

3. Расчет и подбор вспомогательного оборудования

сушильной установки

3.1. Расчет и подбор циклона 15

3.2. Расчет и подбор калорифера 15

3.3. Подбор вентилятора 16

Заключение 24

Список использованных источников 25

Введение

Барабанные сушилки – аппараты непрерывного действия. Основной узел сушилки – цилиндрический сварной барабан, установленный на роликовых опорах с наклоном в сторону выгрузки продукта. Привод барабана – от электродвигателя через редуктор и зубчатую передачу, зубчатый венец который установлен на барабане и закрыт защитным кожухом. В конструкции сушилки предусмотрены два упорных ролика, ограничивающие осевое смещение барабана.

В начальной по ходу продукта зоне барабана установлена приемно-винтовая насадка, за ней – лопастная, подъемно-лопастная или ячейковая.

Прямоточные сушилки устанавливаются с правым расположением привода. Противоточные – с левым. Правое или левое расположение привода, - это значит что привод максимально удален от горячего конца барабана, т.е. расположен ближе к опорно-упорной станции барабанной сушилки. Сушилки снабжаются камерами загрузки и выгрузки продукта.

Барабанные сушилки широко применяются в химической промышленности для сушки сыпучих, мелкокусковых и зернистых материалов. В таких сушилках тепло передается от сушильного агента непосредственно высушиваемому материалу внутри сушильного барабана, т.е. барабанные сушилки относятся к конвективным.

Барабанные сушилки отличаются высокой производительностью. Устанавливаются они либо в начале технологического процесса для предварительной подсушке сырья, либо в конце процесса для окончательной сушки готового продукта. В барабанных сушилках можно производить сушку топлива (бурый, каменный уголь, сланец, торф), глины, известняка, фосфоритов, марганцовых руд, бикарбоната натрия, аммиачной селитры, нитрата калия, пластических масс и т.д.

Выбор режима сушки зависит от свойств продукта. В качестве сушильного агента используется как топочные газы, так и воздух, предварительно нагретый в калориферной установке.

Технологическая схема установки и ее описание

Влажный материал из бункера 1 с помощью питателя 8 подается во вращающий сушильный барабан 7. Параллельно материалу в сушилку направляется воздух, нагретый в калорифере 9 насыщенный водяным паром. Высушенный материал с противоположенного конца сушильного барабана поступает на ленточный транспортер 6 и, далее, элеватором 5 подается в бункер в бункер готовой продукции 4, из которого отгружается потребителям.

Отработанный воздух перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне 2. При необходимости проводится дополнительная очистка от пыли в рукавном фильтре 3 или мокрых пылеуловителях.

Рис. 1. Технологическая схема:

1 – бункер влажного материала; 2 – циклон; 3 – рукавный фильтр; 4 – бункер готовой продукции; 5 – элеватор; 6 – ленточный транспортер; 7 – сушильный барабан; 8 – питатель; 9 – калорифер; 10 - вентилятор

Транспортировка сушильного агента через сушильную установку осуществляется с помощью вентилятора 10.

Установка автоматизирована. Целью системы управления является получение готового продукта заданной влажности при установленной производительности. Основными регулируемыми параметрами является: влажность готового продукта, температура сушильного агента на входе в сушилку и расход влажного исходного материала.

Влажность готового продукта регулируется изменением расхода сушильного агента.

Для стабилизации температуры сушильного агента при помощи регулятора температуры изменяется подача пара в калорифер.

2. Расчетная часть
2.1 Материальный баланс
Количество испаренной влаги [11]:

Количество исходного влажного материала [11]:

2.2 Определение параметров сушильного агента и расход теплоты на сушку
Влагосодержание воздуха поступающего в калорифер дано по заданию и равно 0,01 кг/кг.

Энтальпия наружного воздуха [11]:

где

теплоемкость свежего воздуха,

;

теплоемкость пара,

;

температура свежего воздуха, ºС;

теплота парообразования при 0 ºС,

Энтальпия нагретого воздуха на входе в сушилку [11]:

где

температура воздуха на входе в сушилку, ºС.

Удельный расход теплоты на нагрев высушиваемого материала [11]:

где

теплоемкость материала,

;

температуры материала в конце и начале сушилки, ºС.

Потери тепла сушилкой в окружающую среду, отнесенные к 1кг массы испаренной влаги принимаем

Изменение потенциала воздуха относительно испарившейся влаги [11]:

где

теплоёмкость влаги во влажном материале при температуре окружающей среды, кДж/( кг К); 4,19 кДж/кг К.

Энтальпия пара при конечной температуре воздуха, выходящего из сушилки [11]:

где

конечная температура сушильного агента, ºС.

Энтальпия влажного воздуха на выходе из сушилки [11]:

Конечное влагосодержание воздуха на выходе из сушилки [11]:

Проверяем температуру материала на выходе по формуле (6)

- отклонение минимальное от принятой, поэтому конечное влагосодержание воздуха не пересчитываем.

Расход воздуха [11]:

Расход теплоты в калорифере [11]:

Расход греющего пара на подогрев воздуха в калорифере [11]:

Принимаем что давление греющего пара 0,3 МПа, при этом теплота парообразования равна 2171

.
2.3 Определение размеров сушильного барабана
Требуемый рабочий объем барабана определяем по формуле [11]:

где

напряжение сушилки по влаги,

.

Отношение длины барабана к его длине должно быть равно

. Принимаем

.

Тогда

Диаметр барабана:

Длина барабана:

Принимаем стандартную длину и диаметр барабана [4]:

. Коэффициент заполнения барабана принимаем

.

Уточняем объем выбранного барабана [11]:

Уточняем напряжение барабана по испарившейся влаге [11]:

Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана

влаге [11]:

Скорость воздуха в свободном сечении барабана [11]:

Проверяем допустимую скорость воздуха, исходя из условий, что частицы высушиваемого материала не должны уносится потоком воздуха из барабана.

Парциальное давление водяных паров в воздухе на выходе из барабана [11]:

Плотность воздуха на выходе из сушилки [11]:

Критерий Архимеда [4]:

где

диаметр частиц, м;

плотность материала и воздуха при средней температуре,

;

ускорение свободного падения,

;

коэффициент динамической вязкости при средней температуре равный,

Скорость витания

Рабочая скорость сушильного агента в сушилке 1,08 м/с меньше, чем скорость свободного витания частиц (скорость уноса)

, поэтому расчет основных размеров сушильного барабана заканчиваем.

Время пребывания материала в сушилке [11]:

насыпная плотность материала,

Объем материала, находящегося в барабане [11]:

Уточняем коэффициент заполнения барабана [11]:

что равно принятому в исходных данных.

Определяем частоту вращения барабана сушилки. Для принятой системы насадки принимаем коэффициенты m = 1,k= 0,7, угол наклона барабана 1,4 º.

Проверяем угол наклона барабана [11]:

,

что близко к принятому значению
3. Расчет и подбор вспомогательного оборудования сушильной установки
3.1. Расчет и подбор циклона
Секундный расход воздуха по формуле:

,

где

м³/кг – удельный объем воздуха при t2

Действительный секундный объем газа, поступающего в циклон по формуле:

Ширина входного патрубка по формуле:

где ωvh - скорость газа во входном патрубке циклона, принимают равной 20 м/с.

Определяют основные размеры циклона по формулам:

диаметр циклона

высота входного патрубка

наружный диаметр выхлопной трубы

высота цилиндрической части

высота конической части

Определяют теоретическую скорость осаждения частиц в циклоне по формуле:

,
где d - поперечный размер частицы,

м

ρ1 - плотность улавливаемых частиц,

кг/м;

ρ₂- плотность газовой среды

;

ωg — окружная скорость газа в циклоне, ωg = 14+20 м/с;

υ₂ - кинематическая вязкость газа, υ₂=21,5м²/c.

Для проверки теоретической скорости осаждения частиц используют следующим условием:

выполнено

Далее проводят уточняющие расчеты основных размеров циклона. Внутренний диаметр выхлопной трубы dt, определяют по формуле:

Принимаем wt=8 м/с

м

Наружный диаметр выхлопной трубы D1, определяют по формуле:

где δ - толщина стенки выхлопной трубы, принимаем δ = 0.0015 м.

Тогда диаметр циклона D м, будет равен:

Высоту цилиндрической части циклона h1, определяют по формуле:

Сопротивление циклона рассчитывают по формуле:

м

где

- условная скорость газа в сечении циклона.

- уд. вес воздуха.

ξ=105 – коэффициент гидрав. сопротивления циклона к условной скорости газа
3.2. Расчет и подбор калорифера
Калорифер рассчитывают при его эксплуатации на зимнее время работы.

Чтобы определить оптимальную массовую скорость, следует подобрать соответствующие коэффициенты. Для калориферов модели КФБО по табл. 37 [1]: М = 0.426; S = 148; m=1.94, b=14.2, n=0.456, e=0.43 Коэффициент экономических характеристик принимаем равным 568.

Средняя разность температур пара и воздуха при подогреве в калорифере по уравненииям:

Где tp=132.9

- температура пара при p=3 атм

Затем подбирают калорифер, обеспечивающий оптимальную или близкую ей объемную скорость по уравнению

принимаем y=1 fk=0.475

получают:

Эту скорость и применяют в дальнейшем расчете.

Коэффициент теплопередачи — по уравнению

K=b*ρ

Поверхность теплопередачи — по уравнению:

выбираем калорифер КФБО-8, Fk=71,06

x=5

Установочная поверхность

Запас

Сопротивление калорифера — по уравнению:

сопротивление калориферной станции

3.3. Подбор вентилятора
Часовую производительность вентилятора, установленного за сушилкой и рассчитанного на отсос смеси, определяют по уравнению

при плотности сушильного агента

Требующуюся мощность при напоре вентилятора H=50 мм вод. ст. и КПД ηv=0.5 рассчитывают по уравнению:

Диаметр ротора центробежного вентилятора низкого давления типа Сирокко с характеристиками по таблице 41[1]: A=0.015, Б=200, С=10 – по уравнению:

Округляем D=1.6 м

Выбираем вентилятор сирокко низкого давления №=C*D=10*1.6=16

Заключение

В результате проведённого расчёта барабанной сушки, выбрана барабанная сушилка (барабанные сушилки заводов «Уралхиммаш» и «Прогресс») - со следующими характеристиками:

Объём сушильного пространства – 30,5 м³, внутренний диаметр барабана - 1,8 м, длина барабана - 12 м, частота вращения барабана – 1,81 об/мин.

Определена рабочая скорость сушильного агента 1,08 м/с, а также время пребывания материала в сушилке – 6324 с.

Определён расход сушильного агента – 2,25 кг/с.

Произведённые расчёты подтверждают правильность выбора оборудования и эффективность технологического процесса сушки.

Список использованной литературы

Криворот А.С. Конструкция и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. М.: Машиностроение, 1976. 376с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973. 752с.
Руководство к практическим занятиям в лаборатории по процессам и аппаратам химической технологии, - под редакцией Романкова П.Г. Л.: Химия, 1970. 248с.
Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию - 2-е издание переработанное и дополненное. М.: Химия, 1991. 496с.
Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. П.: Химия, 1987. 576с.
Кувшинский М.Н., Соболева А.Л. Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности. М.: Высшая школа, 1980. 223с.
Лыков M.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970. 432с.
Рысин С.А. Справочник Вентиляционные установки машиностроительных заводов. М.: Машиностроение, 1964. 452с.
Журавлёв Б.А. Справочник мастера – сантехника. М.: Стройиздат, 1981. 430с.

10. Левченко П. В.. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности. М.: Высшая школа, 1968. 366с.

11. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. – Л.: Химия, 1991. – 352 с., ил.