СУшка. Сушка. При сушке керамических материалов и изделий используют следующие методы (по способу подвода тепла к высушиваемому материалу) конвективный, радиационный, кондуктивный и в электромагнитном поле

• Название: При сушке керамических материалов и изделий используют следующие методы (по способу подвода тепла к высушиваемому материалу) конвективный, радиационный, кондуктивный и в электромагнитном поле
• Анкор: СУшка
• Дата: 17.08.2022
• Размер: 1.43 Mb.
• Имя файла: Сушка .docx
• Тип: Документы; #647564
• страница: 2 из 8

Пример 1. _с=1,55 мм, ти=5О • 10“

³Па • с, d_BX=4 мм. По номограмме ц=0,66, ф=36°.

Пример 2. d_c=4,5 мм, T]i = 100 • 10“³ Па • с, ц=0,7. По номограмме d_BX= -7,9 мм, ф=30°.



Рис. 3. Номограмма для определения параметров двухза- ходной форсунки НИИСтройкерамики

На рис. 4 приведена механическая винтовая форсунка, исполь­зуемая в сушилках МКСМ. При выборе геометрических параметров этой форсунки рекомендуют пользоваться следующими соотношения-

ми: —— =2—2,2; /г_к=(1—1,2)б/_с; ^к=(4—10)d_c; высота винто-

d^z

с

вого вкладыша /г_в=(0,6—0,8) d_K. Угол наклона винтовой канавки к оси форсунки 20—40°.

В качестве сопел к форсункам используют фильеры из твердых сплавов (ГОСТ 10284—70).

Производительность форсунки в м³/ч определяют по формуле



где d_c — в мм; Р — в МПа; pi — в г/см³.

Средний объемно-поверхностный диаметр сухих гранул



где ₂ и d — в мм; W_t — в %; формула получена при изменении d_Q от 1 до 8 мм, Р от 0,3 до 3 МПа, №i от 38 до 70% и ц от 0,25 до 0,8.

На рис. 5 представлена номограмма для графического определе­ния d₃,2 в соответствии с формулой (32). С помощью этой номограм-

Рис. 4. Форсунка Минского комбината строительных материалов

1 — сопло; 2 — втулка-кольцо; 3 — винт (завих ритель); 4 — корпус форсунки; 5 — прижимназ



Рис. 5. Номограмма для определения сред­него объемно-поверхностного диаметра гра­нул d_3>2



мы устанавливают также давление распыления, позволяющее обес­печить получение гранул заданного размера.

Пример 3. Р=1,2 МПа, №1=45%, с?_с=2,1 мм, ц=0,7. По номограмме d^ g = =0,26 мм.

Пример 4. п=0,18 мм, ц=0,55, d ==1 мм, №1=50%. По номограмме Р-

=0,6 МПа.

Рис. 6. Номограмма для определения высоты факела распыленной струи Я₉₉

Высота факела распыленной струи Н₉₉, выше которой поднима­ется не более 1% капель (частиц), и диаметр D₉₉, в пределах кото­рого выпадает 99% всех частиц, определяются по формулам



где Н99 и D99 — в м; d^%— в мм; Р — в МПа; pi — в г/см³. Формулы (33) и (34) проверены при Р=0,2—ЗМПа, pi = l—1,6 г/см³; ц=0,3—0,9; ^/ =0,1—0,3 мм.

о,2

На рис. 6 приведена номограмма для расчета Н₉₉.

Пример 5. d^^=0,24 мм, ц=0,7, Р=1 МПа, pi = l,5 г/см³. По номограмме 7/99 = 4,7 м.

Пример 6. По условиям предыдущего примера при Н₉₉=4,7 м наблюдается набрасывание порошка на потолок камеры. Необходимо на 0,7 м уменьшить высоту факела, сохранив при этом d^ ^⁼0»24 мм. Из номограммы видно, что для этого достаточно снизить давление распыления до 0,8 МПа. При этом, од­нако, необходимо откорректировать геометрические параметры форсунки.

Аналогичная номограмма для расчета D₉₉ приведена на рис. 7.

Пример 7. 2=0,24 мм, pi = l,5 г/см³, Р=1 МПа, ц=0,5. По номограмме

£>99=5,2 м.

Для сушилки, конструкция которой характеризуется расстоянием ДЯ, при заданном давлении распыления и влажности суспензии ко­нечная влажность материала является однозначной функцией Д/ =

= /₂—/ , т. е. потенциала сушки на выходе из сушилки. При по­

даче суспензии снизу вверх



где г — теплота испарения, кДж/кг; г=2490+1,97/₂ — 4,19/ .

На рис. 8 приведена номограмма для расчета значения потенциа­ла сушки на выходе из сушилки.

Пример 8. №2=7%, №1=45%, Р = 1 МПа, ДЯ=3 м и / -70^е С. По номограм­

ме М=35° С и /₂=70+35=105^о С.

При увеличении влажности до №1=60% Д/=42° С, температура отходящих газов увеличится до 111° С.

При подаче суспензии сверху вниз



При распылении суспензии механическими форсунками суммар­ный остаток порошка Rd, %, на сите с размером ячейки d опреде­ляется уравнением



По результатам ситового анализа ^3,2 находят из уравнения



где gi — количество гранул диаметром dp мае. %; —средний размер гра­

нул остатка на сите с размером ячейки d, мм; определяется как среднее арифметическое размеров предыдущего и данного сита.

/ d\

На рис. 9 приведен график зависимости помощью

этого графика можно по остатку на каком-либо сите определить d₃,2 и далее остаток на любом другом сите.

Пример 9. Остаток на сите d=0,25 мм равен 50%. Из графика находим, что Нл =50% соответствует-—— =1,3. Отсюда do₀= =0,192 мм. Определим ос-

^d3,2 ^1,3

d 0,36

таток на сите 0,36 мм: —= =1,88. Этому соотношению диаметров со-

^й3,2 0,192

ответствует 7^=17%.

Порядок расчета распылительной сушилки. Заданными являют­ся следующие величины: производительность сушилки по абсолют­но сухому годному порошку G_{a с} . кг/ч, влажность и температура суспензии, влажность порошка, вид топлива и его характеристики,

о>

О)

3

S

Съ о,

Ь О

>53

О

ЕС

ЕС ф

S

С о со Он

Я

4

Ф

ж

оз

-е-

сз

Он н о 2 сс

5. 
   t=c
   

к

S sc Ф

4

5. 
   ф
   

Он с о

к

4. 
   tt
   

GJ

2

2

GJ Он о о

2 о

X

о-’

d

5

X



<

CQ О СО

Я О

X

S

ж к

о и н о

S ж а >> о

я

4. 
   я
   

5

ж ф н о к

к к ЕС ф ч ф < ф

Он к о

к ч

4

я

2

2 я о. о о

2 о

X

од

о

5. 
   X
   

параметры наружного воздуха, вид топочного устройства (его КПД), относительное количество избыточного воздуха, потери материала при сушке 77, %, гранулометрический состав порошка.

Необходимо подобрать характеристики форсунок и их количест­во, определить габариты сушильной камеры, параметры отходящих газов и технико-экономические показатели процесса (удельные рас­ходы тепла, сухого воздуха и удельный влагосъем).



Рис. 9. Графики зависимости суммарного остатка Rd на сите с размером ячейки d в зависи- d

мости от отношения — “3,2

1 — для распылительных сушилок;

2 — для шахтных мельниц

1. 
   Определяют общую производительность сушилки по абсолют­но сухому порошку, кг/ч:
   

Для сушилок НИИСтройкерамики /7 = 3,5—4%, для сушилок МКСМ 77=2,5-3%.

2. 
   Определяют количество распыляемой суспензии:
   

Если известна только влажность суспензии, то ее плотность pi, кг/м³, находят по формуле

3. 
   Задаваясь коэффициентом расхода ц = 0,65 и диаметром сопла d_c по номограмме (см. рис. 5), находят требуемое давление рас­пыления.
   
4. 
   По формуле (31) рассчитывают производительность форсунки и находят их число.
   
5. 
   По номограмме (см. рис. 3) определяют угол раскрытия факе­ла форсунки и размер входных канавок.
   
6. 
   По номограммам (см. рис. 6 и 7) находят высоту и диаметр факела.
   
7. 
   С учетом числа форсунок и диаметра факела распыления на­ходят диаметр сушильной камеры, м:
   

D_k = D₉₉ 4-AD, (42)

где — расстояние между наиболее удаленными форсунками, м.

Высоту башни от уровня установки форсунки до потолка при­нимают равной Я=Я₉э+0,5 м.

3. 
   По формуле (1) находят количество испаренной влаги.
   
4. 
   По формулам (4) и (5) находят удельные теплопотери. На основании многочисленных данных можно принимать q^— =210 кДж/кг.
   
5. 
   По формулам (10) — (16) находят параметры начальной точ­ки процесса, которую откладывают на /—d-диаграмме.
   
6. 
   С учетом удельных теплопотерь проводят линию действитель­ного процесса сушки.
   
7. 
   Задаваясь различными значениями расстояния от уровня установки форсунок до уровня отбора теплоносителя АЯ, по номо­грамме (см. рис. 8), находят различные значения А/=4—/_М2- На основе технико-экономического анализа выбирают такое значение АЯ, при котором капитальные вложения и удельные расходы тепла обусловливают минимальные эксплуатационные затраты.
   
8. 
   По конструктивным соображениям определяют расстояние от уровня отбора теплоносителя до обреза выгрузочного конуса, что позволяет установить общую высоту сушилку ее объем и удельный влагосъем.
   
9. 
   По формуле (3) и I—d-диаграмме находят общий расход су­хого теплоносителя (вместе с подсосами, воздухом на разбавление и т. п.), кг/ч:
   
10. 
    По формулам (17) — (22) определяют количество отсасыва­емых газов, что позволяет рассчитать размеры трубопроводов, вы­брать пылеосаждающие устройства и вентилятор.
    
11. 
    По формулам (4) и (8) определяют расход топлива и рас­считывают систему теплоснабжения.
    

В табл. 6 приведены основные характеристики распылительных сушилок отечественных конструкций.

б) Молотковые (шахтные) мельницы

Молотковые мельницы используют для совместного помола и под­сушки глины при сухом способе подготовки массы. Сушка глины 22—256 337



происходит в основном в полости ротора. Частицы, отбрасываемые ротором, сушатся в прямотоке, частицы, падающие на ротор, — в противотоке. Основное назначение шахты — сепарация частиц. В зависимости от скорости в шахте обеспечивается определенный гранулометрический состав порошка.

Промышленность выпускает мельницы трех типов: ММА, ММТ и ATM, различающиеся направлением ввода теплоносителя: А — ак­сиальный; Т — тангенциальный и АТ — комбинированный аксиаль­но-тангенциальный. При маркировке мельниц указывают в основном две цифры. Первая обозначает диаметр ротора Dp в мм, вторая — длину рабочей части ротора £_р в мм. Иногда указывают три циф­ры: первая — частота вращения ротора в 1 мин, вторая и третья — диаметр и длина ротора. Мельницы выпускают левого (против часо­вой стрелки) и правого (по часовой стрелке) вращения, если смот­реть со стороны электродвигателя.

Основные технические характеристики молотковых мельниц при­ведены в табл. 7 и 8. Производительности, указанные в таблицах, достигнуты на подмосковном угле с коэффициентом размолоспособ- ности Ал = 3,45, при максимальном начальном размере кусков угля до 25 мм. Производительность аксиально-тангенциальных мельниц от 25 до 60 т/ч (по углю).

На основании опыта работы шахтных мельниц при помоле и суш­ке глины можно принять, что ее коэффициент размолоспособности Ал = 3,45, т. е. равен размолоспособности подмосковного угля. При этом тонина помола, характеризуемая суммарным остатком на сите № 0088 мм (Ass), равна 65—75%. Максимальный размер кусков гли­ны t/макс = 50 мм. Так как производительность мельницы зависит от тонины помола Ass, максимального размера кусков глины, который характеризуют остатком на сите с размером ячейки 1 мм (Аюоо), степени износа бил А и частоты вращения ротора и, то для оценки их влияния можно использовать номограмму (рис. 10).

Степень износа бил характеризуется отношением размера зазора между билами и корпусом мельницы (мм) к диаметру мельницы (м). Для новых бил указанный зазор равен 30 мм, для изношенных 110 мм. При увеличении зазора от 30 до НО мм производительность уменьшается примерно на 30%.

Максимальная производительность мельницы, т/ч



(43)

Оптимальной считается загрузка, при которой обеспечивается минимальный удельный расход электроэнергии. Для аксиальных мельниц она равна примерно 50% от максимальной.

Производительность мельницы зависит также от влажности глин: с увеличением влажности она уменьшается. Для ориентировочного определения потребляемой двигателем мельницы электроэнергии можно использовать эмпирическую формулу, полученную при размо- (44)

ле угля:



где W_n — мощность, кВт; п — частота вращения ротора, об/мин; и

L_p —в м.





Рис. 10. Номограмма для расчета максимальной удельной произво­дительности мельниц (при F=1 м² и Ч^г=1)

/?юоо» /?8в — суммарные остатки соответственно на сите с размером ячейки 1 и 0,088 мм; Bsso, В730, Вэео — удельные производительности соответственно при 580, 730 и 960 об/мин; Д — относительный радиальный зазор; К _л— лаборатор­ный коэффициент размолоспособности

С учетом мощности, затрачиваемой на разгон мельницы, уста­новленная мощность

Удельный расход электроэнергии на размол в основном зависит от загрузки мельницы, окружной скорости ротора и мощности хо­лостого хода мельницы. По данным испытаний при 1р=В/В_макс = = 0,785 удельный расход электроэнергии составил 3 кВт«ч/т, при if = 0,475—7 кВт’Ч/т.

При помоле глины в шахтных мельницах суммарный остаток по­рошка на сите с размером ячейки d может быть определен с помо­щью кривой 2, изображенной на рис. 9.





где v — кинематическая вязкость теплоносителя, м²/с; р_м — плотность глины, кг/м³; р_г — плотность теплоносителя, кг/м³; ^_макс — в м; р_г и v опреде­ляют при температуре в верхней части шахты, т. е. по температуре ухо­дящих газов.

Графики для ориентировочного определения ц_Вит приведены на рис. 11.

Площадь поперечного сечения сепарационной шахты, м²



Минимальная высота шахты 4 м. Течка для подачи материала присоединяется к шахте на расстоянии примерно одного диаметра



Рис. 11. График для ориентировочного определения скорости вита­ния частиц диаметром

1 — 1 мм; 2 — 2 мм; 3 — 4 мм; 4 — 6 мм; 5 — 8 мм; 6 — 10 мм ротора от фланца мельницы. Материал подают навстречу вращению ротора. Часть шахты ниже течки рекомендуется защищать броневы­ми плитами от износа. Перекрытие шахты также защищают броне­выми плитами с ребрами жесткости с внешней стороны. Шахта не должна опираться на корпус мельницы.

Скорость частиц в шахте аксиальных мельниц, м/с:



где v _вит— скорость витания частиц максимального размера ^_макС: