Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Ноября 2010 в 12:05, Не определен
тепловой расчет печи кальцинации № 5 АО "Алюминий Казахстана".
где 0,53 - содержание кристаллизованной влаги в гидроокиси алюминия, кг;
2258,41
- скрытая теплота испарения
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
- температура водяных паров,
°С. Принимается равной
6
Затраты тепла с воздухом
где - объем воздуха подсасываемого в печь, м3/кг. Принимается равным 11,7 % от теоретически необходимый объем воздуха;
- средняя теплоемкость воздуха,
при температуре дымовых газов,
- средняя теплоемкость
- 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
- температура пыли, °С.
8
Теплопотери в окружающую
где 0,12
- потери в окружающую среду печью.
Таблица
1.3 – Тепловой баланс печи кальцинации
| Приход тепла | кДж/кг | Расход тепла | кДж/кг |
| 1 Теплота сгорания топлива | 3985,396 | 1 Физическое тепло глинозема, выходящего из печи | 762,37 |
| 2 Физическое тепло топлива | 19,0045 | 2 Физическое тепло отходящих газов | 407,3144 |
| 3 Теплосодержание сухого гидрата | 75,6463 | 3 Тепло затраченное на реакцию дегидратации и перекристаллизации гидроокиси алюминия | 684,3667 |
| 4 Теплосодержание внешней влаги в гидроокиси алюминия | 28,492 | 4 Затраты тепла на испарение влаги | 1580,887 |
| 5
Теплосодержание воздуха, |
689,2915 | 5 Затраты тепла
на нагрев влаги до |
334,3324 |
| 6
Теплосодержание пыли из |
6 Затраты тепла с воздухом подсоса со стороны холодной головки вращающейся печи | 386,5196 | |
| 7 Затраты тепла с пылью в систему газоочистки | 612,7678 | ||
| 8 Теплопотери в окружающую среду поверхностью оборудования | 478,2476 | ||
| Итого | 5246,9483 | Итого | 5246,8055 |
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,
- 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:
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,
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
| Зона | Температура материала в начале зоны t'м, °С | Температура материала в конце зоны t″м, °С | Наименование | Твердый материал в слое Gм | Вода физическая Gω | Вода
гидратная |
Пыль Gп | Всего твердого материала Gм∙п∙з |
| I | 200 | 40 | Поступает: гидроокись пыль из зон II и III | 1,537+0,535
0,295 |
0,210 | – | 0,550 | 2,917 |
| Выделяется | 0,535 | 0,210 | – | 0,300 | 0,835 | |||
| Выходит | 2,082 | – | – | – | 2,082 | |||
| II | 900 | 200 | Поступает | 2,082 | – | – | 0,150 | 2,232 |
| Выделяется | – | – | 0,532 | 0,550 | 1,082 | |||
| Выходит | 1,150 | – | – | – | 1,150 | |||
| III | 1200 | 900 | Поступает | 1,150 | – | – | – | 1,150 |
| Выделяется | – | – | – | 0,150 | 0,150 | |||
| Выходит | 1,000 | – | – | – | 1,000 | |||
| IV | 1050 | 1200 | Поступает | 1,000 | – | – | – | 1,000 |
| Выходит | 1,000 | – | – | – | 1,000 | |||
| V | 700 | 1050 | Поступает | 1,000 | – | – | – | 1,000 |
| Выходит | 1,000 | – | – | – | 1,000 |
Таблица
1.5 – Количества газов на границах зон
I–V
| Материал | V | IV | III | II | II | |||||
| поступает | выходит | поступает | выходит | поступает | выходит | поступает | выходит | поступает | выходит | |
| Топливо, кг | 0,0955 | 0,0955 | 0,0955 | – | – | – | – | – | – | – |
| Воздух, кг | 1,0608 | 1,0608 | 1,0608 | – | – | – | – | – | – | – |
| RO2, м3 | – | – | – | 0,1562 | 0,1562 | 0,1562 | 0,1562 | 0,1562 | 0,1562 | 0,1562 |
| H2O, м3 | – | – | – | 0,1431 | 0,1431 | 0,1431 | 0,1431 | 0,8051 | 0,8051 | 1,0647 |
| N2, м3 | – | – | – | 0,8241 | 0,8241 | 0,8241 | 0,8241 | 0,8241 | 0,8241 | 0,8241 |
| O2, м3 | – | – | – | 0,0329 | 0,0329 | 0,0329 | 0,0329 | 0,0329 | 0,0329 | 0,0329 |
| Итого | 1,1563 | 1,1563 | 1,1563 | 1,1563 | 1,1563 | 1,1563 | 1,1563 | 1,8183 | 1,8183 | 2,0779 |
| Пыль, кг | – | – | – | – | – | 0,150 | 0,150 | 0,550 | 0,550 | 0,300 |