Печи и сушила

 (м²)   (м²)

В результате расчета на компьютере получили:

Для зоны подогрева:

t_нар=175,5C           

Q_под=646974 (Вт)

 

Для зоны обжига:

t_нар=307ºC          

Q_обж=5694692 (Вт)

Для зоны охлаждения:

t_нар=153ºC          

Q_охл=260127 (Вт)

 

Потери теплоты в зоне обжига при использовании водяного охлаждения. Футеровочный материал ХПЦ d=0.200 (м). Температуру внутренней поверхности футеровки вследствие образования обмазки принимаем.

                 (48)

Температуру наружной поверхности  t_нар=210ºC

               (49)

(Вт/м·ºC)

 

                 (50)

  (Вт)

 

Потери теплоты печью

 

                (51)

   (Вт)

 

или в расчете на 1кг клинкера

                     (52)

  (кДж/кг_кл)

3.3.7. Совместный тепловой баланс вращающейся печи и теплообменника.

Приход:

1. Потенциальная теплота топлива.

                     (53)

     (кДж/кг_кл)

 

2. Теплосодержания топлива.

, этим пунктом мы пренебрегаем  т.к t_Т=14ºC <100ºC.

3. Теплосодержание поступающего воздуха.

+V_подсС_подсt_подс     (54)

 

4. Теплосодержание влажного сырья

           (55)

  (кДж/кг_из)

 

Расход:

1.Затраты теплоты на физико-химические превращения [5]

(кДж/кг_кл)

 

2.Затраты теплоты на испарение физической влаги.

 

                   (56)

  (кДж/кг_кл)

3.Теплосодержание извести, выходящей из печи

                (57)

  (кДж/кг_кл)

 

4. Теплосодержание отходящих газов.

 

          (58)

   (кДж/кг_кл)

5. потери теплоты с безвозвратным уносом.

Принимаем t_пу=t_о.г=250ºC

             (59)

(кДж/кг_кл)

6. Затраты теплоты на декарбонизацию безвозвратного уноса

     (кДж/кг_кл)

7. Потери теплоты в окружающее пространство

Потери теплоты теплообменником  из [5]

 

             (60)

   (кДж/кг_кл)

8. Неучтенные потери теплоты

             (61)

  (кДж/кг_кл)

Сумма расходных пунктов.

             (62)

 

Сумма приходных пунктов.

              (63)

 

Приравниваем эти две суммы  и определяем XT.

=             (64)

 

40940·XT+40,3=4993·XT+4004

 

XT=0,110  (м³/кг_кл)

 

Составляем материальный баланс и  сводим его в таблицу 3.

 

 

Приход теплоты	кДЖ/кгкл	%	Расход теплоты	кДж/кгкл	%
1.потенциальная теплота топлива	4189	92,0	1.на образование клинкера	1780	39,1
2.теплосодержание топлива	0	0	2.на испарение физической влаги	99	2,2
3.Теплосодержание топлива	330	7,2	3.Теплосодержание клинкера	801	17,6
4.теплосодержание влажного сырья	35	0,8	4.Теплосодержание отходящих газов	578	12,7
			5. Потери с уносом	25	0,5
			6. Декарбонизация уноса	0	0
			7.Потери в окружающее пространство	1188	26,1
			8.Неучтенные потери	84	1,8
итого	4555	100	итого	4555	100

 

 

Удельные затраты теплоты (на единицу  продукции)

            (65)

(кДж/кг_кл)

Удельные затраты условного  топлива (на единицу продукции)

 

           (66)

0,143 (кг/кг_Кл)

 

3.4. Тепловой баланс теплообменника

Для нахождения теплоемкостей ориентировочно оцениваем температуру разов, поступающих  из печи, в 1100°С

Приход:

1.Теплосодержание влажного сырья, берем из таблицы 3.

 

(кДж/кг_из)     

2. Теплосодержание отходящих газов из печи.

 

                (67)

=2,101t_г^п-т   (кДж/кг_из)     

3. Теплосодержание уноса из печи.

               (68)

    (кДж/кг_из)

 

3. Теплосодержание воздуха, разбавляющего печные газы.

q₄=V^в_подс.т*С^в_t*t^в_подс.т=0,2*1,298*20=5,192(кДж/кг_из)             (69)

 

Расход:

1. Теплосодержание материала выходящего из теплообменника.

 

               (70)   (кДж/кг_из)

 

2. Теплосодержание отходящих газов

Берем из таблицы 3.

 

(кДж/кг_из)

3. Затраты на декарбонизацию

              (71)

    (кДж/кг_из)

4. Теплосодержание безвозвратного уноса.

Берем из таблицы 3.

   (кДж/кг_из)

 

5. Затраты теплоты на испарение физической влаги.

Берем из таблицы 3.

  (кДж/кг_из)

6. Потери теплоты в окружающее пространство

Берем из таблицы 3

  (кДж/кг_из)

Сумма расходных пунктов.

             (72)

(кДж/кг_из)

 

Сумма приходных пунктов.

              (73)

(кДж/кг_из)

 

Приравниваем эти две суммы  и определяем .

=              (74)

 

Поскольку найденное значение отличается от принятого менее чем на 100ºC, поэтому оно не уточняется.

 

3.5. Расчет барабанного холодильника.

 

3.5.1. Тепловой баланс холодильника.

 

Приход.

1. Теплосодержание поступающего воздуха.

 

            (75)

21(кДж/кг_Кл)

2. Теплосодержание поступающего материала.

 

             (76)

801(кДж/кг_Кл)

 

Расход.

1. Теплосодержание вторичного воздуха.

 

           (77)

 

2. Теплосодержание выходящего материала.

 

              (78)

163(кДж/кг_Кл)

 

3. Потери теплоты в окружающее пространство.

 [4]

              (79)

 (кДж/кг_Кл)

 

t^в_втор = 385 °С ( по i - t диаграмме)[3]

 

3.5.2. Определение размеров холодильника.

 

Расход воздуха, проходящего через  холодильник.

 

          (80)

1,10(м³/с)

Внутренний диаметр барабана.

              (81)

0,70 (м)

Длина холодильника.

             (82)

L/D_ВН берем из [5]

L/D_ВН=10

L=10·0,7=7,03 (м)

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

Исходя из проведенных расчетов, выяснили, что для заданных производительности, параметрах сырья и условиях процесса

• При использовании газообразного топлива ориентировочные размеры агрегатов следующие:

Вращающаяся печь- длина 60 метров, наружный и внутренние диаметры 4 и 3,6 метров, соответственно, толщина футеровки 0,2 метра.

Барабанный холодильник- длина 7 метров,  внутренний диаметр 0,7 метра

Суточный расход топлива на 1кг готовой продукции X_{т сут}= 24*0,11*20000=52800(м³)

Годовой расход топлива на 1кг готовой  продукции X_{т год}=365*52800=19272000 (м³)

• При использовании жидкого топлива ориентировочные размеры агрегатов следующие:

Вращающаяся печь- длина 60 метров, наружный и внутренние диаметры 4 и 3,6 метров, соответственно, толщина футеровки 0,2 метра.

Барабанный холодильник- длина 7 метров,  внутренний диаметр 0,7 метра

Суточный расход топлива X_{т сут}= 24*0,108*20=51,84(т)

Годовой расход топлива на 1кг готовой  продукции X_{т год}=365*51,840=18921,6 (т)

Вероятно, жидкое топливо экономически использовать более выгодно, т.к. оно  обладает несколько большей теплотворной способностью. Но все-же, газообразное топливо менее, чем жидкое загрязняняет материал (оно практически беззольно), что существенно при получении такого продукта как обожженная известь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

 

1. Гинзбург Д.Б., Деликишкин С.Н., Ходоров Е.И., Чижский А.Ф.. Печи и сушила силикатной промышленности. Под ред. П. П. Будникова. Промстройиздат,1956-455с.

2. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В.. Химическая технология вяжущих материалов.-М.: Высшая школа, 1980-471с.

3. Левченко П.В. Расчеты печей  и сушил силикатной промышленности. -М.: Высшая школа, 1968-367с.

4. «Расчеты процессов сжигания топлива в тепловых агрегатах силикатной промышленности». Методические указания для студентов дневного и вечернего факультетов.-Л.:Ленуприздат,1991-39с.

5. «Тепловые расчеты агрегатов с вращающимися печами». Методические указания для студентов дневного и вечернего факультетов.-Л.:Ленуприздат,1991-41с.