Теплотехнический расчет распылительной сушилки (стр. 3 из 5)

Определяем количество и состав продуктов горения при α= 1,2:

Общее количество продуктов горения составляет:

Определяем процентный состав продуктов горения:

Составляем материальный баланс процесса горения на 100 нм³ газа при α=1,2 (табл. 2.4)

Таблица 2.4. Материальный баланс процесса горения

Приход	Кг	%	расход	Кг	%
Природный газ	Продукты горения
	64,949	4,033		208,129	12,91
	5,424	0,336		178,145	11,05
	3,232	0,200		58,860	3,65
	0,795	0,049		1166,05	72,37
	0,418	0,025	Невязка	-0,98	0,061
	0,237	0,014
	0,804	0,049
Воздух:
	353,16	21,93
9,807*1,2*0,21*0,79*1,251	1163,06	72,23
	15,139	0,940
Итого	1610,21	100	Итого	1611,19	100

Невязка баланса составляет:

Тогда

Определяем действительную температуру горения при коэффициенте η_п=0,82

Расчетное теплосодержание составит:

Определяем коэффициент избытка воздуха из уравнения теплового баланса процесса горения газа

,

Откуда

2.4 Расчет конструктивных размеров сушилки и режима сушки

Давление распыления шликера рассчитывается по эмпирической формуле:

Где μ – коэффициент распыления форсунки; d_с – диаметр сопла форсунки, мм; d – средний размер частиц порошка, мм; W_ш – относительная влажность шликера.

Принимая для диаметра сопла d_с=3,7 коэффициент распыления μ=0,7 находим:

Для распыления шликера используем механические центробежные форсунки, разработанные в НИИ Стройкерамики.

Производительность одной форсунки

Общее количество форсунок в сушилке

Принимаем N=6.

Полученное число форсунок удовлетворяет рекомендациям /14/, в соответствии с которым общее количество форсунок не должно быть более 12 шт., что обеспечивает их рациональное размещение внутри сушилки и простоту обслуживания.

Высота факела форсунки, выше которой поднимается не более 1% частиц (капель) шликера,

Радиус окружности распыления, внутри которого выпадает 99% всех частиц (капель) шликера,

Диаметр цилиндрической части сушильной камеры

где l – расстояние по окружности между соседними форсунками.

Принимаем l=0,15 м, получаем:

Тогда

Форсунки располагаются по окружности вокруг вертикальной оси сушильной камеры. Диаметр данной окружности

Высота сушильной камеры Δh_к, равная расстоянию от уровня установки форсунок до потолка сушилки, принимается на 0,5 м больше высоты факела:

В соответствии с рекомендациями /14/ принимаем расстояние от уровня отбора отработанного теплоносителя до выгрузочного отверстия Δh_отб=1,7 м.

Расстояние от уровня установки форсунок до уровня установки горелок составит (0,5–0,8) H_99.

Определив основные габаритные размеры сушильной камеры, рассчитываем начальные параметры процесса сушки.

Высшая теплота сгорания топлива

здесь g_п.в.г. – количество образующихся при горении топлива паров воды, кг/м³.

Величину g_п.в.г. находим, используя данные статьи «расход продуктов горения»

g_п.в.г=

.

Находим

Максимальное теплосодержание продуктов горения

,

где η_т – к.п.д. топки; g_возд – теоретический расход воздуха на горение, кг/м³; g_с.п.г. – теоретическое количество сухих продуктов горения, кг/м³.

В распылительной сушилке применяются встроенные газовые горелки. При таком расположении газовых горелок η_т=1.

Находим величину g_возд:

Величину g_с.п.г. находим используя данные статьи «расход продуктов горения»:

Получаем

Максимальное начальное влагосодержание продуктов горения

Теплосодержание наружного воздуха

Начальное теплосодержание теплоносителя

где х – соотношение между количеством избыточного воздуха продуктов горения и теоретическим количеством сухих продуктов горения, х=0,3 – 6.

Для распылительных сушилок с встроенными горелками х рекомендуется принимать ближе к значению 0,3.

Принимаем х=0,35. Находим

Начальное влагосодержание теплоносителя

По точке пересечения I₁ =2188 кДж/кг = const и d₁ = 118,704 г./кг = const на I – d диаграмме находим начальную температуру t_н равную 1430 ^оС

Определяем конечные параметры процесса сушки. Принимаем температуру порошка на выходе из сушилки θ_к по точке пересечения линии теоретического процесса сушки I₁=const (линия ВС) с линией φ=100% по I-d диаграмме. Откуда θ_к=80 ^оС.

Рис. I-d диаграмма

Величина удельных теплопотерь составит:

∆ =

*[G_А.с.^общ. *c_c*(θ_н – θ_к) + 4,19* G_{вл. ш.}* θ_н – 4,19*G_ост.* θ_к] – q^вл._окр,

Где q^вл_окр – относительная величина теплопотерь в окружающую среду.

Потери тепла в окружающую среду принимают равными 210 -250 кДж/кг испаренной влаги ⁄15⁄.