Файл: 1. Технологическая схема установки и ее описание 8 Расчетная часть 12.docx
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 10
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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, .