барабанная сушилка 2009

Таблица 4.7

Число рядов n, сопротивление дpy~, действительная поверхность j"/l' запас по поверхности bl' калориферной установки. Выбор

установки по предельным значениям дРуСТ' и м'

51

www.mitht.ru/e-library

Анализ результатов расчета, представленных в таблице 4.7. показывает:

З. Ни один из вариантов калориферной установки с одним ка­ лорифером в одном ряду не проходит в большинстве случа­ ев по причине большого гидравлического сопротивления;

4. из всех калориферных установок с двумя калориферами в

одном ряду пригодны только две, а именно Зх рядная кало­ риферная установка имеет в своем составе 6 калориферов

КПЗ7-СК-01АУЗ; 2х рядtfая калориферная установка имеет в своем составе 4 калорифера КП49-СК-01АУЗ.

Окончательный выБОр останавливаем на Зх рядной кало­

риферной установке. общей поверхностью 98,04 м2, с общим со­

противлением !1pyr:r = 159 па, что меньше l!.PYCTnp == 215,8 Па; запас по поверхности составляет 17,10/0.Схема окончательно выбран­ ной установки представлена на рис. 4.1.

4.2. Топки

Установки, предназначенные для сжигания топлива без проведе­

ния технологических процеССО8 в них, называются топками.

Топки подразделяются на отдельно стоящие и встроенные [19]. Здесь мы коснемся только отдельно стоящих топок, предназначенных

для сжигания жидкого и газообразного топлива с це-

I'реющий пар

Рис. 4.1. Схема 3-х рядной калориферной устаJIОВКИ с 2-

мя калориферами в одном рядv.

52

www.mitht.ru/e-library

лью получения сушильного агента необходимых параметров.

Топки с твердым и пылеугольным топливом для указанной цели в

химической промышленности в последнее время не применяют­

ся.

4.2.1. КОНСТРУКЦИИ ТОПОК

ПО конструктивным признакам топки подразделяются на

прямоугольные, круглые и циклонные. На рис. 4.2. показана одна

из прямоугольных топок. Прямоугольные топки предпочтительны

для сжигания жидкого топлива. Здесь камера сгорания отделена от ка­ меры смешения со вторичным воздухом, подаваемым ДЛЯ разбавления дымовых газов до необходимой температуры. Топка при сжигании

мазут

Рис. 4.2. Прямоугольная топка (1- форсунка; 2 - камера

СЖигания топлива; 3 - канал вторичного воздуха; 4 -

С'МРС'ПТР.ТIhНЙSl U'ЙМРJ\Й! ~ - .ТIЙ't~ 6 - IIIЙМnТНЙSl rnnU'я).

ЖИдкого топлива снабжается растопочным дымопроводом.

На рис. 4.3. представлена круглая топка. Здесь камера сго­ рания находится в середине топки. Вторичный воздух подсасыва-

53

www.mitht.ru/e-library

ется из регулируемых отверстий на фронтовой плите 4, охлаж­

дает наружную поверхность камеры сгорания и на выходе из топ­

ки разбавляет дымовые газы. При больших расходах вторичного

воздуха его подают от вентилятора через патрубки, установлен-

Рис. 4.3. Круглая топка (1 - горелка; 3 - кладка; 3 - кожух; 4 - фронтовая плита).

ные тангенциально к стенке наружного кожуха топки.

На рисунке 4.4. представлена круглая газовая топка со стальным кожухом толщиной 8 - 1О мм, изнутри футерованным шамотным кирпичом. Горелка установлена на фронтальной стен­ ке топки. Здесь же имеется смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже горелки). Камера смешения отделена от каме­ ры сгорания пережимом. Вторичный воздух подается как в каме­ ру смешения, так и в камеру сгорания тангенциально по обра­ зующей со скоростью 20 - 30 м/с.

Закручивание потока воздуха обеспечивает хорошее его

перемешивзние с газом и охлаждение кладки топки. Температу­

ра газов за топкой 800+1000.

4.2.2. Определение объема топочной камеры

Объем топочного пространства определяют по опытной величине

его теплового напряжения q, которая колеблется в значительных преде-

54

www.mitht.ru/e-library

Величина теплового напряжения существенно зависит от органи­

зации процесса сгорания и температуры в камере сгорания.

Тепловые напряжения для жидкого топлива принимаются

до 580 кВт/мЗ, а для газообразного топлива до 1400 кВт/мЗ.

Расчет объема топочного пространства, а точнее объема

камеры для сгорания топлива, производят по формуле (4.7.)

r q

где В - расход топлива, кг/с; Q; - низшая теплота сгорания топ­ лива, кДжfкг; Vr - объем топочного пространства, мЗ•

Прuмер4.2.

Определить объем камеры сгорания круглой топки (рис.

4.3.), а также ее длину, если известно, что тепловое напряжение

топки составляет 1400 кВт/мЗ; низшая теплотворная способность

4.3. Пылеосадительные устройства

Унос частиц материала сушильным агентом может дости­ гать значительной величины, поэтому каждая сушильная уста­

новка должна быть снабжена пылеосадительным устройством.

Принцип действия и технические характеристики изложены

в различных учебниках и пособиях [9].

Анализ работы пылеуловителей различных конструкций

показывает, что рост их эффективности связан с увеличением

затрат энергии и размеров аппаратуры. Так, например, циклоны,

большинство мокрых пылеуловителей работают тем эффектив­

нее, чем большее сопротивление приходится преодолевать газо­ вому потоку, чем больше подается жидкости для орошения.

55

www.mitht.ru/e-library

Рис. 4.4. Цилиндрическая газовая топка (1 - газовая горелка; 2 - камера сгорания; 3 - кладка; 4 - пережим; 5 - камера смеwения; 6 - взрывной клапан; 7 - сопла).

Электрофильтры, пылевые камеры и рукавные фильтры дают наиболее лучший эффект по очистке газов при меньших скоростях газов, Т.е. при установки аппаратов большего размера.

Однозначных рекомендаций по выбору пылеулавителей не существует. В каждом отдельном случае приходится выбирать,

учитывая конкретные условия, основные показатели различных

аппаратов. Так, пылевые камеры, циклоны и другие инерционные

пылеуловители по капитальным и эксплутационным затратам

наиболее дешевые, но они улавливают только крупные частицы,

поэтому чаще аппараты этих типов применяют в качестве первой ступени пылеулавливания, как аппараты предварительной

очистки перед электрофильтрами, перед рукавными фильтрами. Большинство мокрых пылеулавителей могут работать достаточно эффективно при пыли средней дисперсности (крупнее 2+5 мкм). В электрофильтрах можно получить высокую степень

очистки, в том числе от высокодисперсных частиц. Однако для

этого часто требуется предварительная подготовка газа, так как

56

www.mitht.ru/e-library

для ка>IЩОГО рода частиц выбирают оптимальные технологиче­ ские условия работы электрофильтров.

Рукавные фильтры (тканевые) дают наиболее высокую сте­ пень очистки пыли любой дисперсности, но требуют поддержания

температуры газа в определенных пределах. Эти аппараты по

капитальным затратам несколько дешевле, чем электрофильтры, но расходы на эксплуатацию больше.

4.3.1. Определение концентрации пыли в сушильном агенте на выходе из барабана

Одним из критериев выбора пылеосадительного устройства

является концентрация пыли на входе в него. Так например для

циклонов типа ЦН-15 пре1ельная концентрация пыли на входе в циклон составляет 400 г/м, Т.е., если концентрация пыли не пре­ вышает эту величину, тогда пылеосалительное устройство обес­

печивает отделение твердых частиц от газа в соответствии с

«паспортными» данными этого устройства. И напротив, при пре­

вышении этой величины, циклон начинает работать в режиме пе­

редаточного устройства, Т.е. отделение твердых частиц не проис­

ходит; концентрация пыли на входе и выходе становится одина­

ковой, Т.К. пропускная способность циклона по твердому превы­ шена, - циклон «забит» пылью.

Для определения концентрации пыли в сушильном агенте

на выходе из разгрузочной камеры сушильной установки необхо­

димо в первую очередь рассмотреть структуру той части попе­

речного сечения барабана, которая занята высушиваемым мате­

риалом.

На рисунке 4.5. представлены три зоны поперечного сече­

ния барабана занятые высушиваемым материалом. Первая зона (1), так называемый «завал», представляет наибольшую часть поперечного сечения барабана занятого материалом. Твердые

частицы этой зоны имеют осевую составляющую скорости пере­

мещения в сторону наклона барабана, Т.е. завал перемещается независимо от поведения частиц, падающих с лопастной насадки.

На рисунке 4.6. показано направление движения твердых частиц

завала, - в нижнюю часть разгрухочной камеры.

Вторая зона представляет ту часть поперечного сечения

занятого материалом, которая оккупирована материалом распо­

ложенным на лопастях насадки, а траектория перемещения час­

тиц материала этой зоны соответствует траектории перемещения

57

www.mitht.ru/e-library

лопастей насадки, Т.е. эта часть материала неподвижна относи­

тельно аппарата.

Третья зона поперечного сечения представляет собой ус­

ловную часть поперечного сечения занятую материалом падаю-

PIIC.. 4..s.. схема IIOIIIfIII8'RIOIO ceчeI_ 6ара6а8. (1 - 4138Вa1D,

траепоРИJI

ДВШili:eюtJi

PIIC.. 4..6. схема PiI3I'PY3IIII6ара6•• (1 - &Ipa&нt. 2 - paзrpy-

3O'III8JI.........

58

www.mitht.ru/e-library

щим, или уже упавшим, с лопастей насадки. Частицы этой зоны имеют осевую составляющую скорости в сторону разгрузочной

камеры, обусловленную не только наклоном барабана, но и дви­ жением сушильного агента. На рис. 4.6. показано направление движения частиц как из зоны 1, так и из зоны 3.

Если предположить, что скорость сушильноro агента на­

столько высока, что все частицы третьей зоны не успевают

осесть в барабане до момента их выхода из него, и, что скорости перемещения частиц зон 1 и 3 во всей части барабана, занятой

насадкой, одинаковы, тогда концентрация пыли на выходе из раз­

грузочной камеры (на входе в пылеосадительное устройство) мо­ жет быть определена по формуле (4.8.).

где G2 - массовый расход высушенного материала, кг/с;

\)2 - объемный расход сушильного агента на выходе из барабана.

На самом деле, часть частиц третьей зоны успевает осесть в барабане и попасть в разгрузочную камеру вместе с завалом в

нижнюю часть ее. Для определения действительной концентра­ ции пыли на выходе из барабанного агрегата (на входе в пылео­ садительное устройство) найдем предельный размер частиц, по­ длежащих осаждению в хвостовой части барабана. Т.е. частицы такого диаметра могут еще осесть в барабане. Тогда как частицы, диаметр которых меньше предельного, будут унесены в пылео­ садительное устройство. Для этого воспользуемся методикой расчета горизонтальных отстойников. Согласно этой методике время пребывания частицы, подлежащей осаждению, должно

быть в пределе равно времени ее оса>t<дения, т"реб = тос' Но

х

где D~H - внутренний диаметр барабана, м; Lx - длина зоны бара­

бана свободная от насадки; (дальность относа частицы предель­

ного диаметра при ее падении с высоты равной внутреннему

диаметру барабана); wо - скорость витания (скорость осаждения)

частицы предельного диаметра.

59

www.mitht.ru/e-library