Теплотехнический расчет распылительной сушилки (стр. 2 из 5)
Наряду с распылительными сушилками на газообразном топливе используют сушилки на жидком топливе, преимущественно на мазуте. Отличительной особенностью таких сушилок является использование выносной топки, установленной на нулевой отметке, и соединительного трубопровода между топкой и потолком сушилки.
Разработанные в НИИстройкерамике конструкции распылительных сушилок имеют следующие особенности:
– применение для распыления суспензии группы близко расположенных друг к другу механических форсунок, работающих под давлением 0,8–1,2 МПа, установленных по оси сушилки снизу вверх, либо установленных сверху и направленных вертикально вниз;
– сжигание газа в металлических туннелях, расположенных внутри сушильной камеры в средней части по высоте;
– отбор отработанных газов в нижней части сушильной камеры через вытяжной зонт;
Указанные особенности создают следующие преимущества.
Сжигание газа внутри сушильной камеры исключает потери тепла топочными устройствами и газоходами, обеспечивает предельно высокую начальную температуру теплоносителя, позволяет вести процесс с минимальным расходом воздуха и как следствие обеспечивает минимально возможные удельные расходы тепла – до 3,18 МДж и электроэнергии – до 0,004 кВт*ч на 1 кг испаряемой влаги.
Распыление суспензии группой форсунок создает высокую концентрацию материала в объеме факела, позволяет уменьшить размеры сушильной камеры и в связи с этим обеспечивает высокий удельный влагосъем – более 25 кг/(м3*ч). В связи с небольшим расходом теплоносителя унос высушенного продукта не превышает 2–4%. Требуемое низкое давление суспензии позволяет применять износостойкие мембранные насосы.
Рис. Схема БРС
1 – Взрывной клапан; 2 – молниеотвод; 3 – горелка; 4 – люк; 5 – система питания шликера; 6 – аспирация; 7 – опора; 8 – транспортёр; 9 – крыша; 10 – крышка; 11 – газооборудование; 12 – наружная обшивка; 13 – конус.
Рис. Схема вспомогательного оборудования для БРС
1 – Циклон; 2 – дымосос; 3 – электродвигатель; 4 – колонки; 5 – лестница; 6 – транспортёр.
2. Теплотехнический расчет распылительной сушилки
2.1 Исходные данные для расчета
Исходные данные для расчета:
1. производительность сушилки по абсолютно сухому порошку Gа.с.= 6000 кг/ч
2. потери порошка в сушилке…………………………………….…П= 4%
3. относительная влажность шликера……………………………Wш = 48%
4. относительная влажность готового порошка…………………..Wп= 6%
5. температура шликера на входе в сушилку……………….…….θн = 37 оС
6. температура порошка на выходе из сушилки…………………θк = 80оС
7. параметры наружного воздуха:
температура воздуха………………………………….….tвозд = 20 оС
относительная влажность…………………………………..φ = 85 оС
удельная теплоемкость…………………………….…свозд = 1,03
8. температура теплоносителя на входе в сушилку……….…..tк = 150 оС
9. средний размер частиц порошка……………………….……. d = 0,25 мм
10. средняя теплоемкость керамической массы……………. сс = 0,921
11. температура газа поступающего на горение………….………tгаз = 20 оС
12. теплоемкость природного газа………………………………сгаз = 1,3
Топливо – природный газ Восточная Украина (Шебелинское месторождение)
2.2 Материальный баланс сушилки
Общая производительность сушилки
Gаобщ..с. = Gа.с. 
= 
=
Потери абсолютно сухого порошка
Па.с. = Gобща.с. – Gа.с. = 6250 – 6000 = 250
Производительность сушилки по товарному порошку
Gw =
= 
= 6383 Общая производительность сушилки по товарному порошку
Gобщw = Gw = 
= 6649 кг/ч
Потери товарного порошка
Пw = Gwобщ – Gw = 6649 – 6383 = 266
Плотность шликера
ρш =
= 
= 1,471 
Производительность сушилки по шликеру
Gш = Gобща.с. 
= 
= 
Объемный расход шликера в сушилке
Vш =
Количество влаги, содержащейся в шликере
Gвл.ш =
Количество испаряемой влаги
Количество остаточной влаги в порошке
Таблица 2.1. Материальный баланс распылительной сушилки
| Приход | Расход | ||||
| Наименование | Кг/ч | % | Наименование статьи | Кг/ч | % |
| Шликер Gш | 12020 | 100 | Товарный порошок Gw | 6383 | 53,1 |
| Потери порошка Пw | 266 | 2,2 | |||
| Испаряемая влага Gв.и. | 5371 | 44,7 | |||
| Итого | 12020 | 100 | Итого | 12020 | 100 |
2.3 Расчет горения топлива и определение параметров теплоносителя
В качестве топлива используется природный газ Восточная Украина Шебелинское месторождение. Состав и свойства приведены в таблице 2.2
Таблица 2.2. Состав и свойства природного газа Восточной Украины Шебелинского месторождения
| CH4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | C5H12 | CO2 | N2 |
| 91,5 | 4 | 1,6 | 0,28 | 0,13 | 0,12 | 2,39 |
Газ сжигается с коэффициентом расхода воздуха α =1,2. Воздух, идущий для горения, имеет температуру 20 оС.
Принимаем содержание влаги в газе 1,0%. Пересчитываем состав сухого газа на влажный рабочий газ:
Другие составляющие газа остаются без изменений. Состав влажного рабочего газа приведен в таблице 2.3
Табл. 2.3. Состав влажного рабочего газа, %.
| CH4вл | C2H6вл | C3H8вл | C4H10вл | C5H12вл | CO2вл | N2вл | H2Oвл |
| 90,585 | 4 | 1,6 | 0,28 | 0,13 | 0,12 | 2,39 | 1,0 |
Определяем теплоту сгорания газа:
Находим теоретически необходимое количество сухого воздуха
Принимаем влагосодержание атмосферного воздуха do=10
сух. воздуха и находим теоретически необходимое количество атмосферного воздуха с учетом его влажности 
Действительное количество воздуха при коэффициенте расхода α =1,2:
Сухого воздуха: Lα=
Атмосферного воздуха:
