干燥筒设计说明Word文档格式.docx
- 文档编号:17688380
- 上传时间:2022-12-08
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:82.33KB
干燥筒设计说明Word文档格式.docx
《干燥筒设计说明Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《干燥筒设计说明Word文档格式.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5)干燥率较低占地面积较大。
三.设备计算
一、煤气的然烧计算
1.煤气的主要参数
(1)湿煤气成分
根据公式换算结果如下:
湿煤气成分
CO湿
H2湿
CH4湿
O2湿
CO2湿
H2S湿
N2湿
H2O湿
25.67
12.1
0.465
0.186
4.65
49.89
6.392
(2)煤气的密度
根据燃烧公式计算煤气密度ρ0为:
ρ0=
解得:
ρ0=1.09kg/m3
在20℃时,湿煤气的密度为:
ρ20=ρ0×
ρ20=1.02kg/m3.
(3)湿煤气的低发热量Q用低
Q用低=126.5φ(CO)湿+108φ(H2)湿+360φ(CH4)湿+232φ(H2S)湿
Q用低=4765kJ/m3
2.理论空气需要量
根据燃烧公式得:
L0=
式中L0——干空气理论需要量,m3/m3。
L0=0.904m3/m3。
则有:
L0湿=L0(1+0.00124φ相·
g水干)
式中φ相——地区相对湿度,取值76%;
g水干——空气的饱和水汽含量,g/cm3,查《有色冶金炉设计手册》得g水干=21.54g/cm3。
解得正常空气理论需要量:
L0湿=0.922m3/m3
3.实际空气需要量(Ln)
按干燥筒入口烟气温度为860℃考虑,由热平衡确定空气系数。
(1)燃烧产物的计算.
VCO2=0.01(φ(CO)湿+φ(CO2)湿+φ(CH4)湿+2φ(C2H4)湿)
VCO2=0.308m3/m3
VSO2=0.01φ(H2S)湿
VSO2=0.00186m3/m3
VH2O=0.01[2φ(CH4)湿+2φ(C2H4)湿+φ(H2)湿+φ(H2S)湿+φ(H2O)湿]+0.00124φ相·
g水干Ln)
VH2O=0.196+0.02030Lnm3/m3
VO2=0.21(α-1)L0=0.21Ln-0.21×
0.904
式中α——过剩空气系数。
VO2=0.21Ln-0.2037m3/m3
VN2=0.01(ΦN2)湿+79Ln)
VN2=0.4989+0.79Lnm3/m3
所以燃烧产物的体积Vn=VCO2+VH2O+VSO2+VO2+VN2
解得:
Vn=0.8+1.021Ln
(2)燃烧室的平衡(以燃烧1m3湿煤气计算)
煤气燃烧热为:
Q燃=Q用低×
1
Q燃=4765kJ/m3
空气带入显热量为:
Q空=Ln·
c·
t空
式中c——空气的平均比热容,取1.005kJ/(m3·
℃);
t空——空气的温度,20℃。
Q空=20.1Ln
燃烧产物带走的热量为:
Q产=Vn·
c产·
t产
式中c产——产出气体在热交换器中的平均比热容,取1.005kJ/(m3·
t产——产出气体在热交换器中的平均温度,取860℃。
Q产=691.44+882.45Ln
燃料的不完全燃烧及燃烧室的散热损失设为0.1Q燃,则:
Q失=0.1Q燃
Q失=476.5kJ/m3
由燃烧室热平衡得:
Q燃+Q空=Q产+Q失
带入以上结果得:
4765+20.1Ln=691.44+882.45Ln+476.5
Ln=4.17m3/m3
所以,空气系数为:
α=
=
α=4.52
4、烟气的组成及其密度
GCO2=VCO2×
GCO2=0.605kg/m3
VH2O=0.196+0.02030Ln=0.196+0.02030×
4.17=0.281m3/m3
GH2O=VH2O×
=0.281×
GH2O=0.226kg/m3
GSO2=VSO2×
GSO2=0.00532kg/m3
VO2=0.21Ln-0.204=0.21×
4.17-0.2037=0.672m3/m3
GO2=VO2×
=0.672×
GO2=0.96kg/m3
VN2=0.4989+0.79Ln=0.4989+0.79×
4.17=3.7932m3/m3
GN2=VN2×
=3.7932×
GN2=4.74kg/m3
则燃烧产出烟气中各组分的质量为:
Gn湿=0.605+0.226+0.00532+0.96+4.74
Gn湿=6.536kg/m3
又因为:
Vn=0.81+1.021Ln=0.81+1.021×
4.17
Vn=5.0576m3/m
所以湿空气的密度为:
ρ湿烟=
ρ湿烟=1.29kg/m3
GnF=6.536-0.226=6.31kg/m3
式中GnF——燃烧产出干烟气的质量,kg/m3。
5、烟气在860℃时的湿含量(d1)
d1=
=35.8g/kg
二、干燥过程基本计算
1、脱水流量。
依据质量平衡计算得:
W=G1
式中W——干燥筒的脱水流量,kg/h;
G1——进入干燥筒的湿物料流量,为37000kg/h;
w1——干燥前湿物料含水的质量分数,为12%;
w2——干燥后干物料含水的质量分数,为8%。
W=1609kg/h
2、蒸发每千克水的附加热消耗△q
△q=q料+q失-q水
式中△q——蒸发每千克水的附加热消耗,kJ/kg;
q料——蒸发每千克水加热物料所需的热量,kJ/kg;
q失——蒸发每千克水的散热损失,kJ/kg;
q水——每千克水随湿物料带入的显热,kJ/kg。
式中各物理量的计算如下:
q料=
(c料
+c水
)(t’’料-t’料)
式中G2——离开干燥筒的干物质流量,G2=37000-1609=35391kg/h;
c料——干精矿的比热容,其值为:
0.85kJ/(kg·
c水——水的比热容,其值为:
4.187kJ/(kg·
t’’料——排出的干精矿温度,其值为:
75℃;
t’料——湿精矿的温度,其值为:
20℃。
q料=1351.25kJ/kg
取q失为有效热量的10%,即
q失=0.1×
(2491.3+1.968t2+q料-4.187t’料)
式中t2——出口烟气温度,其值为:
145℃
q失=404.4kJ/kg
q水=4.187×
20=83.74kJ/kg
则△q=1351.25+404.4-83.74=1671.91kJ/kg
3、在I-d图上求解理论过程
当t0=20℃、φ相=77%时,在湿空气的焓-湿度(I-d)图上查出I0=51kJ/kgd0=15g/kg,可决定A点。
t1=860℃时,由d1=35.8g/kg确定B点。
从B点开始,沿I=I1=I2=常数,这一直线与t2=145℃的等温交于C’点,在湿空气的焓-湿度(I-d)图上查出d2’=295g/kg,则有每千克汽化水所需的干空气量l‘为:
l‘=
l‘=3.86kg/kg
=433kJ/kg
4、在I-d图上求解实际干燥过程
在湿空气的焓-湿度(I-d)图上,从C点向下作垂直线C’E=433kJ/kg,连接BE与t2=145℃的等温线相交于C点,C点即为实际干燥过程的终点。
查出B点的焓I1=965kJ/kg,C点的焓I2=667kJ/kg,d2=214g/kg,则有每千克汽化水所需的实际空气量l为:
l=
l=5.61kg/kg
可求出离开干燥圆筒时气体的焓I2’:
I2’=I1-
=965-
I2’=667kJ/kg
蒸发1kg水的热量消耗q为:
q=l(I1-I0)=5.61×
(965-51)
q=5127.54kJ/kg
每小时的热量消耗Q为:
Q=Wq=1609×
5127.54
Q=825×
104kJ/h
三、干燥设备的计算
1、燃烧装置
(1)煤气消耗量
B燃=
B燃=1731.4m3/h
(2)燃烧室容积
V燃=
式中V燃——燃烧室容积,m3
qv——燃烧室释热率,取210×
103W/m3
V燃=10.92m3
(3)烧嘴及空气量
根据确定的煤气耗量,选用扁缝涡流式煤气烧嘴DW-Ⅱ-6型共两个。
因L0湿=0.922m3/m3,设一次空气系数为1.1,则一次空气量=1.1×
0.922×
1731.4=1756m3/h。
已知总空气系数α=2.58,则二次空气量=0.922×
(2.58-1.1)×
1731.4=2363m3/h。
总空气耗量=1756+2363=4119m3/h
总烟气量为:
V烟=VnB燃+W
=5.0576×
1731.4+1609
V烟=10759m3/h
根据选用DW-Ⅱ-6型煤气烧嘴可知:
一次空气管内径为180mm,煤气管内径为160mm。
当二次空气量为2615.42m3/h时,取管内气流速度为13m/s,则需内径为200mm的二次管径共2根,装置在燃烧室两侧,距烧嘴端墙约2.0m。
(4)燃烧室主要尺寸
确定燃烧室内的宽为2.5m,内长为3.8m,内拱高为2.2m。
干燥筒热平衡计算的结果列入下表:
热收入
热支出
项目
W
比例
煤气燃烧热
煤气显热
空气显热
精矿显热
2680883
16050
37450
265180
89.40
0.53
1.24
8.83
水分蒸发耗热
干精矿带走热
烟气带走热
全部热损失
1279380
893240
409401
417543
42.65
29.8
13.65
13.9
合计
2999565
100.0
2、干燥筒主要尺寸
(1)干燥筒工作容积
V筒=
=20.11m3
式中Aw——干燥筒容积干燥强度,根据查表,取80kg/(m3·
h)
(2)干燥筒内径
已知烟气总量为11881.8m3/h,换算成145℃时的烟气量为:
V气=
×
=4.58m3/s
则干燥筒内径为:
D筒=1.13
式中w气——筒内气流速,取2.5m/s。
φ充——物料在筒内的填充系数,取0.2。
=1.71m
选用筒体钢板厚度为12mm,干燥筒外径为1.734m,取为1.74m。
(3)干燥筒长度
L筒=1.27
=1.27
=8.73m
取干燥筒长度为9m。
则干燥筒的长泾比为:
=
=5.26
(4)抄板形式及尺寸
参照同类型工厂生产设备,干燥筒头部(长1m)采用螺旋叶片式抄板,螺旋角为45°
,共6片。
距干燥筒尾部2m处,安装1圈(共6片)与筒壁成60°
交角的升举式抄板。
干燥筒中部安装升举式抄板9圈,每圈6块,共计54块。
每块抄板高0.2m、长0.8m、厚12mm,材料为Q235-A。
采用焊接固定。
(5)密封装置
密封装置采用轴向迷宫式,外径为1.75m,内经为0.9m。
(6)挡料圈
为了防止加入筒内的物料漏入燃烧室,在干燥筒头部设置挡料圈,其内径为0.9m。
(7)加料管
采用含Cr0.7%-1.5%的耐热铸铁管与水平呈60°
角倾斜插入干燥筒内,管口中心距挡料圈约0.3m,加料管内径为0.3m,壁厚为12mm。
3、干燥筒的运转参数
(1)斜度
按经验确定干燥筒倾斜度为5%(即窑体倾度β=2°
51′58″).
(2)转速
当L抄=10mm、φ充=0.2时,采用顺流式干燥,取m=0.5、k=0.7,则:
n=
=3.61r/min
m——系数,m决定干燥筒内抄动装置的形式,取0.5;
k——取决于物料密度及物料与气体的互流方向,取0.7;
L抄——干燥筒内设有抄板的长度,取10m;
ρ料——筒内物料的平均密度,取1700kg/m3
n=3.61r/min,选用转速为4r/min.
(3)物料在干燥筒内的停留时间.
有抄动装置的干燥筒的计算公式为:
τ=m·
k
=0.5×
0.7
=10.2min
或按顺流式进行计算,则有:
τ=
-
式中g气——气体通过量,kg/(h·
m2);
g料——物料通过量,kg/(h·
i——筒体斜度百分值,取5%;
d——物料颗粒直径,根据筛分分析资料,锌精矿的平均粒度为159μm。
因为g气=
g料=
则有:
=9.38min
两种方法计算结果相近。
(4)运转功率
若选功率系数σ=0.053,并取传动功率为0.75,则可计算干燥筒运转功率:
N=0.0013D筒3·
L筒·
ρ料·
σ·
n最大
=0.0013×
1.733×
9×
1700×
0.053×
4=21.08kw
式中N——干燥筒运转功率,kw;
σ——功率系数,其值为0.053;
n最大——干燥筒最大转速r/min。
根据解得的N=21.08kw,选用电机功率为25kW。
四干燥筒的布局
φ1.82m×
11m锌精矿回转干燥筒主要结构参数与技术性能
名称
数值
内径/m
1.71
1kg水干燥耗热量/kJ·
kg-1
长度/m
9
燃烧室体积/m3
10.92
容积/m3
20.11
烟气入口温度/℃
860
长径比
5.26
烟气出口温度/℃
145
斜度/%
煤气低发热值/kJ·
m3
4765
转速/r·
min-1
4
煤气消耗量/m3·
h-1
1731.4
抄板形式
螺旋式+升举式
烧嘴型号
DW-Ⅱ-6
抄板安装长度/m
10
烧嘴数
2
电机功率/kw
25
一次空气消耗量/m3·
1756
处理湿料量/t·
37
二次空气消耗量/m3·
2363
干料产量/t·
35.391
总空气消耗量/m3·
4119
蒸发水分量/kg·
1609
烟气量/m3·
10759
干燥强度/kg·
(m3·
h)-1
80
空气进烧嘴前压力/pa
1275-2450
炉料停留时间/min
10.2
煤气进烧嘴前压力/pa
980-1960
干燥空气量/kJ·
3.08
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 干燥 设计 说明