Теплоэнергетический расчет известково-обжигательной печи (стр. 1 из 7)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Брянский государственный технический университет
Кафедра "Промышленная теплоэнергетика"
Курсовая работа
по дисциплине: Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки
Теплоэнергетический расчет известково-обжигательной печи
Преподаватель
к.т.н. Курбатская Н.А.
Студент группы 05-ПТЭ
Тимошенко О.С.
Брянск 2008
Произведен теплоэнергетический расчет известково-обжигательной печи, выполнены материальные расчеты топочного и технологического процесса обжига известняка, расчет параметров тепловой схемы технологического процесса, определена продолжительность тепловой обработки и найдены основные размеры рабочего пространства шахтной печи, обеспечивающие заданную производительность установки.
содержание
Исходные данные
1. Материальные расчеты теплотехнологического процесса
1.1 Расчет топочного процесса
1.2 Материальный расчет технологического процесса
2. Выбор рациональной структуры тепловой схемы
3. Материальный баланс теплотехнологического процесса и тепловой баланс рабочей камеры
3.1 Материальный баланс теплотехнологического процесса обжига известняка
3.2 Тепловой баланс рабочей камеры
4. Определение размеров рабочей камеры шахтной известково-обжигательной печи
Заключение
Список литературы
Введение
Промышленный теплотехнологический комплекс включает в себя высокотемпературные теплотехнологические системы, основным технологическим звеном которых являются различные промышленные печи, конвертеры, газогенераторы, а также газовые высокотемпературные теплотехнологические установки.
Печь-это тепловое устройство, в котором происходит преобразование того или другого вида энергии в теплоту и передача её материалу, подвергаемому тепловой обработке в тех или иных технологических целях.
Высокотемпературные теплотехнологические установки – это технологическое устройства, предназначенные для осуществления заданных химических и физико-химических превращений исходных веществ и материалов, при оптимальных температурах.
Высокотемпературные теплотехнологические процессы и высокотемпературные теплотехнологические установки лежат в основе многих процессов, таких, как: плавка металлов, изготовление деталей машин, строительных материалов, производство продуктов химии и нефтехимии, пищевая промышленность.
К важнейшим особенностям теплотехнологического процесса относятся: агрегатное состояние и состав исходных технологических материалов, число ступеней технологического процесса и их содержание, агрегатное состояние и состав продуктов технологического процесса, термодинамические параметры процесса (температура, давление), участие в технологическом процессе продуктов горения топлива.
Исходными материалами высокотемпературных теплотехноло-гических процессов чаще всего являются твердое минеральное сырье и полученные из него полупродукты, а также штучные полупродукты из металлов и металлических сплавов.
В данной работе технологическим продуктом процесса, является известь. Известь - вяжущий материал, получаемый обжигом и последовательной переработкой известняка, мела и других известково-магнезиальных горных пород.
Технологическим сырьем для получения извести служат природные карбонатные породы: известняк, мел, мраморная крошка, ракушечник и др. В производстве извести используются преимущественно карбонатные породы следующего состава:
СаСО3 ≥ 90%; MgCO3 ≤ 1…3%; SiO2 ≤ 4%; Аl2О3 + Fe2O3 ≤2% и H2O ≤18%.
Основными стадиями технологического процесса обжига известняка являются нагрев технологического сырья до температуры начала термической диссоциации СаСО3, диссоциирующей обжиг и охлаждение технологического продукта.
В пределах первой стадии, в процессе нагрева технологического сырья от tm.с. до tн.п., происходит удаление из сырья влаги и практически полностью завершается термическое разложение карбоната магния по реакции
MgCO3↔MgO + СО2.
В пределах второй стадии сырье нагревается до максимальной температуры
и идет термическое разложение СаСО3СаСО3 ↔СаО + СО2.
Третья стадия рассматриваемого технологического процесса не всегда обязательна. Если есть возможность использования у потребителя горячей извести, то ее охлаждение в обжиговой печи может оказаться нецелесообразным. В рамках курсовой работы рассматривается наиболее распространенный случай, когда продукт направляется на склад; в этом случае третья стадия процесса обжига известняка обязательна.
Все ступени теплотехнологического процесса осуществляются в реакторах, имеющих от одной до нескольких зон.
Шахтная печь - высокотемпературная теплотехнологическая установка, которая представляет из себя установленную вертикально на фундаменте шахту, снабженную в верхней части устройством для загрузки исходных материалов (в данной курсовой работе это крупно кусковой известняк), а в нижней – механизм для выгрузки продукции.
Конструктивная схема шахтной печи, имеет кроме зоны высоких температур (зона обжига и горения (ЗО)) еще две теплотехнические зоны рабочего пространства: экономайзерную зону (ЭЗ) и зону регенеративного охлаждения теплотехнического продукта (ЗРО). Через ЗРО шахтных печей, природным газом, целесообразно пропускать только часть расходуемого на сжигание топлива воздуха, а остальной подавать через двухпроводные горелки и воздушные сопла в ЗО. Такая схема распределения воздуха обеспечивает удовлетворительную полноту сжигания природного газа при относительно небольших коэффициентах расхода воздуха. Попытки использовать весь воздух для охлаждения технологического продукта в ЗРО с подачей всего природного газа через однопроводные горелки приводили к значительному росту химического недожега, до 30%.При определенных условиях нагрев воздуха, вводимого в ЗО помимо ЗРО, может дать заметное снижение видимого удельного расхода топлива на процесс. Подводимый к двухпроводным горелкам и воздушным соплам ЗО воздух можно нагреть путем использования теплоты отходящих газов в воздухоподогревателе ВП.
Исходные данные
Производительность печи
.Характеристика технологического сырья (известняка):
а) состав сухого известняка в %
, 
б) влагосодержание
;в) плотность
;г) средний диаметр кусков
.Характеристика процесса обжига и технологического продукта:
а) температурный уровень процесса
;б) температура начала термической диссоциации
;в) степень диссоциации
, 
;г) унос технологического сырья в %, от массы технологического сырья
;д) плотность извести
.Характеристика компонентов горения и топочного процесса
а) топливо – природный газ из газопровода №4:
влагосодержание топлива
;б) окислитель – атмосферный воздух, коэффициент расхода воздуха
;влагосодержание воздуха
в) химический недожог топлива
.Параметры тепловой схемы:
а) температура топлива
;б) температура холодного воздуха
;в) температура технологического сырья
;г) доля воздуха, проходящего через зону регенеративного обогрева
;д) температура горячего воздуха на выходе из воздухоподогревателя
.1. Материальные расчеты теплотехнологического процесса
В теплоэнергетическом расчете процесса обжига известняка материальные расчеты топочного и технологического процесса целесообразно производить совместно, так как процесс горения газообразного топлива совмещен с диссоциацией известняка. Большая часть тепла, которая образуется при разложении углеводородов, идет на диссоциацию карбонатов.
1.1 Расчет топочного процесса
При проведении материального расчета топочного процесса, как и всех других видов теплоэнергетического расчета, кроме расчета химического недожога, исходят из предположения о том, что в ходе его осуществления происходит полное сгорание топлива.