Труба сушилка. Содержание Технологическая схема трубысушилки Различные виды топочных устройств
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
Содержание
  1. Исходные данные Производительность, т/ч - 160; Начальная влажность материала, % 21, 1; Конечная влажность материала, % 7,4 2; Максимальный кусок угля, мм 13,0; Температура газов на входе в сушилку, С 800; Температура воздуха поступающего в топку, С 19; Влажность воздуха, % 68; Состав рабочей массы топлива, %: углерод 47; водород 2,5; кислород 3,6; азот 0,9; сера 0,6; влага 7,5; Зольность топлива, % 37,9; Влагосодержание воздуха, d0 9,56 г/кг. Энтальпия воздуха, I0 10,83 кДж/кг. Начальная температура материала, 1 10С. Конечная температура материала, 2 50С. Температура газов при выходе из сушилки, t2 120С. Состав рабочей массы топлива : Ср = 47%; Нр = 2,5%; Ор = 3,6%; Nр = 0,9%; Sр =0,6 %; Wр = 7,5%; Aр = 37,9 %. 2. Расчет сушилки Исходя из того, что максимальный размер частиц 13 мм, выберем и произведём расчет газовой трубы-сушилки. Теплота сгорания топлива по Менделееву : низшая Qрн = 339Ср+1030Нр-109(Ор-Sрор+к)-251Wр = 33947+ +10302,5-109(3,6-0,6)-2517,5 =16298,5 кДж/кг высшая Qрв=Qрн+25,1(9Hр+Wр) = =16298,5+25,1(92,5+7,5)=17051,5 кДж/кг 1.Определяем количество испаряемой влаги:  кг.где 1=21 % - начальная влажность материала; 2=7,4 % - конечная влажность материала; M1 –количество материала 2. Определяем количество подсушенного материала: М2=М1-W=1600000-23498,92=136501,08 кг. 3. Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива: Lо=0,115Kр+0,342Hр-0,043Oр = =0,11547,23+0,3422,5-0,0433,6 = 6,13 6 кг/кг топлива; Кр = Ср+0,375Sр = 47+0,3750,6 = 47,23 % 4. Определяем коэффициент избытка воздуха для состояния сушильного агента перед входом в сушильный барабан при t1 = 800 С а) энтальпия водяных паров определяется iв.п. = 2490+1,97t1 = 2490+1,97800 = 4066 кДж/кг ; б) теплоемкость сухих газов определяется Сс.г.=1,314+0,0001256t1=1,314+0,0001256800= =1,914 кДж/м3С; в) КПД топки и камеры смешения, учитывающий потери тепла в окружающую среду, принимаем т =0,95; г)   ;где Qрв=17051,5 кДж/кг – высшая теплота сгорания топлива по Менделееву; I0=9,37 кДж/кг -энтальпия воздуха; d0=7,56 г/кг - влагосодержание воздуха;  кДж/(кг0С) - теплоемкость сухих газов;5. Определяем количество сухих газов на 1 кг сжигаемого топлива  кг/кг;где L0=6 -теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива : 6.Определяем вес водяных паров на 1 кг сжигаемого топлива  кг/кг;7.Определяем влагосодержание газов при входе в сушильный барабан  г/кг сухих газов;8. Определяем энтальпию газов по диаграмме I-d при t1=750 C и d1=32,8 г/кг  кДж=304,5ккал/кгс;9. Определяем величину = Св1 + qд q2,3,5 ; а) qд = 0 ; q3 =0; б) расход тепла q2 на подогрев сушимого материала определяем Сс.м. = 1 кДж(кгС) = 0,24 ккал/кгсС  кДж/кг (68,6 ккал/кгс).  кДж/кгС == 0,294 ккал/кгсС. в) потери тепла через поверхность сушильного барабана определяем исходя из условий, что эти потери при соответствующей изоляции барабана не превышали бы 3 % от q1+q2 : q1 = i//в.п.Cв.п.1 = 2726,4 4,1910 = 2684,5, кДж/кг, i//в.п. = 2490 + 1,97t2 = 2490 + 1,97120 = 2726,4 кДж/кг (654,3 ккал), Отсюда  кДж/кг (21,3 ккал/кг).Тогда = Св.п.1q2,5=4,1910287,2589,15= 334,5 кДж/кг= = 79,83 ккал/кгс. 10. Производим построение процесса сушки в диаграмме Id, определяем положение точки С2 при температуре t2=120 С (рис.1). t1 = 800 В1       K M C2 L   t2 = 120   d1 d2  32,8 155 d Рис. 1 Диаграмма I-d расчета газовой барабанной сушилки. Для расчета применяем диаграмму Id построенную в системе координат МКГСС до t = 1050С. По формуле определяем КМ (рис. 1), откладываем от выбранной точки К вертикально вниз и через полученную точку М из точки В1 проводим прямую до пересечения в точке С2 с изотермой t2=1200 C. По диаграмме получаем I2 =250 ккал/кг; d2 =155;
 кг/кг.где d1 -влагосодержание газов при входе в сушильный барабан; d2 - влагосодержание газов при выходе из сушильного барабана;
L = lW = 8,1823498,9 = 192298,9кг/ч.
 кг/ч.где Мс.г.=12,81 - количество сухих газов на 1 кг сжигаемого топлива; М/в.п.=0,42 - вес водяных паров на 1 кг сжигаемого топлива;
 кг/ч.
 кг/ч.
 кДж/кг=2470,3ккал/кгсс учетом потерь тепла  кДж/кг=3088ккал/кгс.где Qрв – высшая теплота сгорания топлива по Менделееву; h=0,95 - КПД топки и камеры смешения, учитывающий потери тепла в окружающую среду; W- количество испаряемой влаги; I0-энтальпия воздуха; I - энтальпия газов; l - расход сухих газов на 1 кг испаренной влаги.
 кг; кг;  кг; кг.18. Определяем объем газов на 1 кг топлива при выходе из сушилки  м3/кг; м3/кг; м3/кг; м3/кг; м3/кг; м3/кг.19. Определяем часовой объем газов при выходе из сушилки при t2 = 120 С  м3/ч.где Vг/ - объем газов на 1 кг топлива при выходе из сушилки; 20.. Определяем диаметр барабанной сушилки Рассчитаем формулу для скорости (м/с) витания частиц  ,где = 1,3 (1,2 1,4),  ,Р = 745 мм рт.ст. Т = t2+273 = 120 + 273 = 393 г = вит = 1,328,967 = 37,657, где = 1,3 (1,2 1,5). Диаметр трубы-сушилки  , т. е.  Принимаем 2 трубы-сушилки с диаметром трубы 900 мм (прил.2) 21.Определяем объем сушильной трубы при напряжении по испаренной влаге А = 800 кг/м3ч;  м3.22. Определяем длину сушильной трубы  м.Принимаем стандартный размер длины трубы L = 25м (прил.2) 3. Расчет топки сушильной установки Размеры растопочных труб определяются объемом пропускаемых газов, а также размеры топки зависят от выбранного типа топки. Производим расчет топки типа ТЧЗ, так как топки этого типа являются наиболее высокопроизводительными и универсальными. 1. Находим расход тепла на испарение из материала 1кг влаги q=2493+1,91(υ2-υ1); q=2493+1,91(50-10)=2569,4 кДж/кг . 2. Определяем количество теплоты необходимое для испарение всей влаги Q=Wq; Q=23498,92*2569,4=60378125,05кДж/ч; где W-количество испаряемой влаги, кг/ч. 3.Расчитываем размер колосниковой решетки выбранного типа топок. S=Q/R; S= 60378125,05/5447000=11,08м2. По таблице примем размер S= 13,4 м2, где R - тепловое напряжение площади колосниковой решетки тыс. ккал/ м2 ч при рекомендуемой 1200-1400 для колосниковой решетки обратного хода. Из расчета принимаем топку ТЧЗ 2700 х 5600 . 4. Рассчитаем теплонапряжение топочного объема по формуле R1 = Q / h S. Для топки с цепной решеткой обратного хода или пневмо- забрасывателем теплонапряжение топочного объема принято 150 -240 тыс. ккал/ м2 ч. Принимаем R1=160·10³. ккал/ м2 ч.=160·10³·4,19=670400кДж/м²·ч Высота топки: h = Q/R1 S; h = 60378125,05/ 67040013,4=6,72 м. 5. Рассчитаем площадь сечения трубы FРтр.= K·B·Vг(tт+273)/ 3600273 υг, м2, где K -коэффициент, характеризующий пропускную способность растопочной трубы (К = 0,4); В=1930,8 кг/ч - расход топлива; Vг - полный объем газов на один кг сжимаемого топлива, Vг = v0;  - коэффициент избытка воздуха в топке, = 2,98; V0- объем теоретически необходимого воздуха, требующегося для сжигания 1 кг топлива (где tтр - температура газов на входе в трубу по Цельсию; t=800 градусов; υг -скорость газов в трубе принимает 4 - 10 м/с). Vг = 7 м3/ч В нашем случае принимаем υг =7 м/с.  6. Рассчитаем диаметр трубы :  принимаем трубы диаметром по 1200 мм, сечением S=1,13 м2. Количество труб в установке должно обеспечивать скорость газов в пределах допустимой. Для наших условий это будет 6 труб. При принятой компоновке газовый поток разделится на 6 потоков и составит  м3/ч,Проверяем скорость в каждой трубе(D=1200мм):  6,68 м/с,Что не выше допустимой скорости газов в трубе равной 10 м/с. 4. Расчет первой стадии пылеулавливания Расчет пылеосадительной камеры. Наиболее распространены полые прямоугольные пылеосади- тельные камеры. Пылеосадительные камеры применяют в основном для предварительной грубой очистки газов от крупной пыли размером 70-100 мкм. Эффективность улавливания пыли в камерах невысокая и обычно не превышает 40-60%. Исходя из преимуществ пылеосадительной камеры: простота конструкции, низкая стоимость изготовления и эксплуатации, небольшие перепады давления на входе и выходе, широкий интервал рабочих температур и давлений, возможность улавливания абразивных материалов и складирования их в сухом виде. Принимаем к установке на первой стадии циклон. Выбираем 2 циклона ЦН-15 с оптимальной скоростью газа в аппарате Wопт=3,5(прил.7,8), 5. Расчет второй стадии пылеулавливания Расчет батарейного циклона. Широкое распространение получили батарейные циклоны с полуулиточным подводом пылегазового потока к циклонным элементам, которые по своей эффективности не уступают одиночным циклонам при одинаковых диаметрах. Поэтому будем производить расчет батарейного циклона типа ПБЦ. Применяем 2 батарейных циклона типа ПБЦ с числом циклонных элементов 192 (прил.9,11) 6. Расчет третьей стадии пылеулавливания Выбор мокрого пылеуловителя. Принимаем мокрый пылеуловитель типа МПР (мокрые пылеуловители с решеткой), т. к. он отличается высокой эффективностью и производительностью. Выбираем 2 мокрых пылеуловителя типа МПР-100 с производительностью 100-125 тыс. м3/ч, т. к. общий расход газа Vг=261407,58. м3/ч. (прил.10) Список литературы 1. Руденко К.Г., Шемаханов М.М. Обезвоживание и пылеулавливание. М.:Недра, 1981.-350 2. Филиппов В.А. Конструкции, расчет и эксплуатация устройств и оборудования для сушки минерального сырья. М.:Недра, 1979.-309с. |
=2,98 :