Тепловой расчет печи

   

, 

где 0,53 - содержание кристаллизованной влаги  в гидроокиси алюминия, кг;

   2258,41 - скрытая теплота испарения воды, кДж/кг. 

   

. 

   5 Затраты тепла на нагрев влаги  до температуры отходящих газов , 

   

, 

где 22,4 - объем занимаемый одной грамм-молекулой  водяного пара;

   18 - молекулярный вес воды;

    - средняя теплоемкость водяных  паров при температуре отходящих  газов, кДж/м³°С;

    - температура водяных паров,  °С. Принимается равной температуре  отходящих газов в холодном  обрезе печи. 

   

. 

   6 Затраты тепла с воздухом подсоса  со стороны холодной головки  вращающейся печи , 

   

, 

где - объем воздуха подсасываемого в печь, м³/кг. Принимается равным   11,7 % от теоретически необходимый объем воздуха;

    - средняя теплоемкость воздуха,  при температуре дымовых газов,  кДж/м³°С;

    - средняя теплоемкость подсасываемого  воздуха, кДж/м³°С;

    - температура подсасываемого  воздуха, °С. 

   

. 

   7 Затраты тепла с пылью в  систему газоочистки , 

   

, 

где - количество пыли в отходящих из печи газах, кг/кг глинозема;

    - средняя теплоемкость пыли  при данной температуре в зависимости  от фазового состава, кДж/кг°С;

    - температура пыли, °С. 

   

. 

   8 Теплопотери в окружающую среду  поверхностью оборудования ,

   

, 

где 0,12 - потери в окружающую среду печью. 

   

. 

   Таблица 1.3 – Тепловой баланс печи кальцинации 

 

   1.2.2 Определение температуры горения топлива

   Теоретическую температуру горения  , рассчитывают по формуле: 

   

, 

где - физическое тепло нагретого воздуха, кДж/кг;

    - физическое тепло топлива, кДж/кг;

    - количество тепла, расходуемого  на диссоциацию RО₂ и Н₂О, кДж/кг;

    - потеря тепла от неполноты горения (в данном случае ), кДж/кг;

     - объем продуктов сгорания, м³/кг;

     - средняя теплоемкость продуктов сгорания, кДж/м³°С.

   Физическое  тепло воздуха при получении  1 кг Al₂O₃ определяется из формулы, кДж/кг, 

   

, 

   

. 

   Объем газов от горения 0,0955 кг мазута, м³: 

   

 

   

 

   

 

   

 

                                                Итого    1,1563 м³ 

где 0,1562; 0,1431 и т. д. - количество продуктов сгорания, образующихся при горении 1 кг мазута.

   Принимаем, что  равно 2200 ° С.

   Тогда количество тепла, расходуемого на диссоциацию  RО₂ и Н₂О , определяется по формуле: 

   

, 

где 12758,55 и 10810,2 - теплоты диссоциации RО₂ и Н₂О кДж/м³ (приведено к нормальным условиям);

   0,03 и 0,18 - степени диссоциации, определяющиеся  по графику. 

   

. 

   Тепло продуктов сгорания при 2200 °С 

   

, 

   

, 

   

, 

   Принимаем ; при этом .

   Принимаем также  .

   Действительная  максимальная температура газов  в печи несколько ниже :

   

, 

где - пирометрический коэффициент, учитывающий реальные условия горения.

   Для вращающихся трубчатых печей  . Принимаем .

   Тогда  

   

, 

   округленно  принимаем 1800 °С. 

   1.2.3 Определение основных размеров печи

   Внутренний  диаметр барабанной печи , определяется из условия оптимальной скорости движения газового потока в печи по формуле: 

   

. 

   Принимаем, по данным практики, . Определяем действительное количество газов ( ) при производительности печи 44 т/ч и газовом потоке 2,0779 м³/кг.

   Секундное количество отходящих газов, м³/с: 

   

, 

   при средней температуре газов в  печи , 

   

, 

   

. 

   Округленно получаем , при этом наружный диаметр .

   Длину печи определяют из условия теплообмена в основных зонах печи. Ниже приводится метод зонального теплового расчета печи кальцинации (таблицы 1.4 и 1.5).

   Принимаем потери тепла в окружающую среду, кДж: холодильник 40,651; I зона 80,8238; II зона 214,255; III зона 61,694; IV зона 44,477; V зона 36,3468. 

   Таблица 1.4 – Распределение материалов по зонам, кг 

 

   Таблица 1.5 – Количества газов на границах зон I–V