2. Описание технологической схемы установки
Рисунок 3.1: − Схема сушильной установки:
1 – воздуходувка; 2 – топка; 3 – загрузочное устройство; 4 – аппарат кипящего слоя; 5 – циклон;
6 – мокрый скруббер; 7 – дымосос; 8 – аппарат для охлаждения; 9 – выгрузочное устройство; 10 – решетка.
Работа установки (рисунок 3.1) осуществляется следующим образом:
Топочные газы, полученные в топке 2 при сжигании природного газа, поступают в аппарат кипящего слоя 4, в который непрерывно из бункера по ленточному питателю подают исходный материал. С помощью загрузочного устройства 3 материал поступает в сушилку на решетку 10. Сухой продукт непрерывно, через шлюзовой питатель 9, выгружается из аппарата. Газы, отсасываемые дымососом 7, очищаются от пыли в циклонах 5 и направляются затем на санитарную очистку в скруббер 6, орошаемый водой.
Наличие в схеме двух вентиляторов – нагнетательного и дымососа – позволяет обеспечить в верхней части сушилки давление, близкое к атмосферному давлению, что упрощает конструкцию загрузочных и разгрузочных устройств.
3. Расчет сушильной установки
3.1 Расчет основных параметров аппарата с кипящим слоем
1) Количество высушенного продукта:
G2=G1∙ = 30000 ∙ = 24489,8
где G1,G2– расходы влажного и сухого материала;wн,wк– начальная и конечная влажности материала.
2) Количество влаги, удаляемое в сушилке:
W=G1−G2= 30000 − 24489,8 = 5510,2
3) Расход влажного материала на 1 кг испаренной влаги:
m= = = 5,4
4) Количество тепла, отданное в сушилке теплоносителем на 1 нм3природного газа.
Принимаем 6% потери тепла топкой и сушилкой:
η = 0,94
Теплотворная способность природного газа:
Qрн= 34358
Тогда:
q= (Qрн+ 2,214 ∙t2) ∙ ( 1 − ) ∙η= (34358 + 2,214 ∙ 80) ∙ (1 − ) ∙ 0,94 =
= 28467,6
где t1,t2– начальная и конечная температуры топочных газов.
5) Расход тепла на испарение 1 кгвлаги:
q' = (2480,5 + 2 ∙t2) + (m+ 1) ∙cм∙θ2= (2480,5 + 2 ∙ 80) + (5,4 + 1) ∙ 1,05 ∙ 80 =
= 3178,1
6) Количество влаги, испаряемое теплом 1 нм3природного газа:
Wуд= = = 9,0
7) Расход топлива на сушку:
R= = = 615,0
8) Коэффициент избытка воздуха.
Принимаем потери воздуха в топке 3 %:
β = 0,97
Тогда:
α = − 0,43 = − 0,43 = 3,9
9) Часовой расход воздуха на горение и смешение с топочными газами (для подбора вентилятора):
Vвозд= 9,4 ∙ α ∙R= 9,4 ∙ 3,9 ∙ 615,0 = 22545,2
10) Объемный расход топочных газов.
При нормальных условиях:
V0= (9,4 ∙ α + 1) ∙R= (9,4 ∙ 3,9 +1) ∙ 615,0 = 23160,1
На входе в сушилку:
V1=V0∙ = 23160,1 ∙ = 78281,1
На выходе из сушилки:
V2' =V0∙ = 23160,1 ∙ = 29876,5
Средняя плотность водяных паров:
ρв.п.= ∙ = ∙ = 0,58
Объем образующихся водяных паров при нормальных условиях:
Vп= = = 9500,3
Объём образующихся водяных паров на выходе из сушилки:
Vп' =Vп∙ =Vп∙ = 12255,4
Расход отработанных газов:
V2=Vп' +V2' = 12255,4 + 29876,5 = 42131,9
12) Скорость газа.
Для полидисперсного материала при максимальном размере частиц 10 ммскорость газа в аппарате принимается на основе опытных данных:
ωг= 3
Скорость газа в сепараторе для уноса частиц размером 0,1 ммрассчитывается по формуле Горшко, Розенбаума, Тодеса и пр. при порозности 1,0:
μг= 0,02 ∙ 10−3Па ∙ с(при 120°С)
ρг= ρ0∙ = 1,293 ∙ = 1,0
νг= = = 2,2 ∙ 10−5
Ar= ∙ = ∙ = 27,3
Re= = = 1,29
ωун= = = 0,28
13) Диаметр решетки и сепаратора:
Dап= = ≈ 2,2м
Dсеп= = ≈ 7,3м
14) Высота.
Принимаем потери напора в сушилке:
∆P= 500мм вод. ст.
Высота кипящего слоя:
Hсл= = = 1,5 м
Высота сепаратора:
Hсеп= 4 ∙Hсл= 4 ∙ 1,5 = 6,0м
Общая высота аппарата:
Hап=Hсл+Hсеп= 1,5 + 6,0 = 7,5м
Размеры днища аппарата принимаются конструктивно.
В подрешетном пространстве против выхода газов из топки установлена отражательная стенка из шамотного кирпича, создающая более благоприятные условия для распределения и растекания газового потока в подрешетном объеме.
15) Толщина стенки аппарата.
δ = = = 10,4 мм
[σ] = 130МПа(нержавеющая сталь)
= 0,9
где Pp– давление испытания;
– коэффициент сварного шва.
Примем толщину:
δ = 12 мм