Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Декабря 2010 в 18:21, Не определен
ВВЕДЕНИЕ
1 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА, ЕЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ
2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ АППАРАТОВ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
2.1 Расчет топки для сушильной установки
2.2 Расчет аэрофонтанной сушилки
2.2.1 Технологический расчет
Материальный баланс
Построение рабочей линии процесса сушки на J-х диаграмме
Тепловой баланс
2.2.2 Гидродинамический расчет
Диаметр аэрофонтанной сушилки
Гидравлическое сопротивление сушилки
3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И КОММУНИКАЦИИ 24
3.1 Бункер-питатель
3.2 Ленточный транспортер
3.3 Винтовой транспортер
3.4 Шлюзовой дозатор
3.5 Шлюзовой затвор
3.6 Газовая горелка
3.7 Вентилятор подачи воздуха на горение
3.8 Вентилятор-дымосос
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СУШИЛКИ
Технологические показатели работы сушилки
Энергетические показатели работы сушилки
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Мсг=
/[(lco2/44)+(lso2/64)+(lN2/28)
Средняя теплоемкость сухих топочных газов при tтг=1000 ºC (в топке поддерживается эта температура):
Ссг=(Ссо2∙lco2+Сsо2∙lso2+СN2∙l
=(1,12·2,643+0,873·0+1,11·15,
=1,108 кДж/(кг·К),
где теплоемкость
при tтг=1000 ºC [см.4, приложение,
таблица 2]: Ссо2=1,12; Сsо2=0,873;
СN2=1,11;
Со2=1,03 кДж/(кг·К).
Средняя теплоемкость природного газа при t=5 ºC:
Cт=Ссн4∙Yсн4+Сс2н6∙Yc2н6+…+Ссm
+1,305·0,008+1,601·0,006+1,59·
где Ссн4=2,1855 кДж/(кг·К); Сс2н6=1,651 кДж/(кг·К); Сс3н8=1,305 кДж/(кг·К); Сс4н10=1,601 кДж/(кг·К); Сс5н12=1,59 кДж/(кг·К) при t=5 ºC [см.4, приложение, таблица 2].
Средняя температура топочных газов на выходе из топки без учета диссоциации углекислого газа и паров воды:
tтг=(
∙ŋт+Cт∙t+Lm∙Jо+wg∙ig-2500∙
∙х′)/[
∙(Ссг+1,97∙х′)]=(49719,135·0,
+2,134·5+20,363·15,061+0-2500·
=1627,095 °C,
где wg = 0, так как газ не распыляют ни воздухом, ни паром.
Температуру
топочных газов снижают до tтг=1000
°C за счет подачи наружного воздуха в
топку с целью предотвратить разрушение
футеровки топки.
Теплосодержание топочных газов:
Jтг=1,01∙tтг+(2493+1,97∙tтг)∙x
=1541,097 кДж/кг.
Теплосодержание пара в составе топочных газов при t1=350 °C:
in=r0+1,97∙t1=2493+1,97∙t1=
Коэффициент избытка воздуха при разбавлении топочных газов воздухом до температуры t1=350 °C:
Количество воздуха, подаваемого в камеру смешения на 1 кг природного газа для разбавления до t1=350 °C:
Lсм=Lо∙(α2-αm)
= 16,969·(6,222-1,2)
= 85,218 кг воздуха/кг газа.
Количество сухой смеси топочных газов с воздухом на 1 кг природного газа:
+Lcм = 19,16+85,218 = 104,378 кг/кг.
Количество паров воды в смеси топочных газов с воздухом, полученных при сжигании 1 кг природного газа:
d′′=d′+Lсм∙xо=2,285+85,218·0,
Влагосодержание смеси топочных газов с воздухом на выходе из смесителя:
x1=x″=d″/
=2,626/104,378=0,025 кг/кг.
Расход природного газа на сушку измельченной древесины из можжевельника в аэрофонтанной сушилке:
В = L1/ =21,179/104,378=0,203 кг/с=730,8 кг/ч,
где L1=21,179
кг/с [см. расчет аэрофонтанной сушилки].
Объем топочной камеры:
Vгор=
∙В/qv=49500,683·730,8/1260·103
где qv – допустимое тепловое напряжение топочного объема; qv=1260·103 кДж/(м3·ч) [см.4, приложение, таблица 3].
Принимаем
соотношение длины к диаметру
топки L/D=1,8, тогда
Диаметр
топки: D=(Vгор/0,785·1,8)1/3=(28,710/
Принимаем
D=2,8 м.
Длина топки: L=1,8∙D=1,8·2,8=5,04 м.
Размеры топки: Vгор=28,71 м3; D=2,8 м; L=5,04 м.
Исходные данные:
Параметры материала
Материал измельченная древесина из
можжевельника
Размер частиц 30×5×5 мм
Производительность по влажному материалу =13 т/ч=3,611 кг/с
Абсолютная влажность:
начальная wа1=40 %
конечная wа2=20 %
Начальная температура материала q1=5 °С
Параметры сушильного агента
Сушильный агент – это топочные газы, разбавленные воздухом.
Топливо – природный газ (Ямбургское месторождение)
Вход в сушилку
Температура t1=350 °С
Влагосодержание x1=0,025 кг/кг
(см. расчет горения газа)
Плотность [1, таблица 57] rt1=0,544 кг/м3
Выход из сушилки
Температура t2=90 °С
Относительная влажность wо2=85 %
Параметры наружного воздуха
Температура t0=5 °С
Влагосодержание x0=0,004 кг/кг
(см. расчет горения газа)
Теплосодержание J0=15,061 кДж/кг
Относительная влажность φ0=70%
Теплофизические
свойства и характеристика частиц измельченной
древесины из можжевельника
Объем частиц:
Vч=δ∙b∙l=30·5·5·(10-3)3=7,5·10
Поверхность частицы:
Fч=2∙(δ∙b+δ∙l+b∙l)=2·(30·5+30·
Фактор формы:
Ф=0,5.
Эквивалентный диаметр частицы:
dэ=(6∙Vч/π)0,33=[6·7,5·10-7/3,
Относительная влажность материала:
на входе
в сушилку: wо1=100∙wа1/(100-wа1)=100·40/(
на выходе
из сушилки: wо2=100∙wа2/(100-wа2)=100·20/(
среднее
значение: wо
ср=0,5∙(wо1+wо2)=0,5·(66,7+25)
Производительность по высушенному материалу:
=
∙(100-wо1)/(100-wо2)=3,611·(
Количество испаряемой воды:
W= =3,611-1,603=2,008 кг/с.
Количество абсолютно сухого материала:
∙(100-wо1)/100=3,611·(100-66,
Параметры наружного воздуха
Точка
А на J-х диаграмме: t0=5 °C; x0=0,004 кг/кг; J0=15,061
кДж/кг.
Параметры топочных газов
Точка
К на J-х диаграмме: xтг=x′=0,119 кг/кг
(см. расчет горения природного газа); tтг=1000 °C.
Параметры сушильного агента
Вход в сушилку
Точка В на J-х диаграмме: x1=x″=0,025 кг/кг; t1=350 °C.
Выход из сушилки
Точка
С на J-х диаграмме: t2=90 °C.
Последовательность построения рабочей линии процесса сушки на J-x диаграмме
1) На J-x диаграмме находим точку А по x0=0,004 кг/кг и t0=5 °C; точку К по xтг=0,119 кг/кг и по tтг=1000 °C; проводим рабочую линию горения газа .
2) Находим точку В на пересечении линии и линии температур t1=350 °C, определяем x1=0,025 кг/кг.
Теплосодержание сушильного агента на входе в сушилку:
J1=1,01∙t1+(2493+1,97∙t1)∙x1=
3) Определяем tм1 для точки В. Принимаем, что сушка материала проходит в первом периоде (J1≈J2), тогда tм1=θ2=60 °С.
4) Расход тепла на нагрев материала:
Qм= ∙Cм∙(q2-q1)= 1,603·2,5∙(60–5)=220,413 кДж/с,
где Cм=2,5 кДж/кг∙К при wа ср=30 %.
5) Удельный
расход тепла на нагрев
qм=Qм/W=220,413/2,008=109,767 кДж/кг влаги.
6) Удельные
потери тепла принимаем qпот=
7) Внутренний тепловой баланс сушилки:
D=4,19∙q1-(qм+qпот)=4,19·5–(