Центробежная распылительная сушилка

t_ш=20 поступающего в сушилку

t_п=70 выгружаемого из сушилки

g_ун=1% унос порошка с отработанными газами

Число рабочих смен в сутки N=3

Эксплуатац  часов в смену t=8ч

Эксплуатац  часов в сутки t=24ч

Рабочих дней в неделю N_дн=7

Рабочих недель в году N_нг=50

Коэффициент использования оборудования К=0,95

Пустотность керамической плитки Кп=4%

Объёмная  масса керамического черепка g=1800 кг/м³

Потери  при прокаливании п.п.п.=5%

Размеры керамического камня 150*150*9 мм

Производительность гидравлического пресса марки К/PY – 160(Тюрингия) П_ч=2800 шт\ч

t¹=300° С – температура сушильного агента при входе в сушильный барабан.

t²=120° С- температура сушильного агента на выходе.

d¹=40 гр/кг – влагосодержание сушильного агента при входе в суш. барабан.

    

3.Определение  производительности  сушилки

Часовая производительность сушилки по условной плитке берем по производительности формовочных прессов, в нашем случае мы взяли гидравлический пресс K/PY-160 (Тюрингия) с часовой производительностью по условной плитке П_ч=2800 шт\ч.

Тогда производительность  в год:

П_г=П_ч* N_дн*N_нг *t*К=2800*50*7*24*0,95 = 22344000 шт\год

Объём одной  условной плитки

V_k=0,15*0,15*0,009=0,0002025 м³

Часовое кол-во по массе обожженного продукта

G_ч= П_ч* V_k*g*(1-К_п/100)=2800*0,0002025*1800*(1-4/100)=1020,6 кг/ч

Абсолютно сухого сырца

G`_ч= G₄/(1-п.п.п./100)=1074,3157 кг/ч

Абсолютно сухого материала поступающего в сушилку с учётом уносов

 G``_ч= G`₄/(1- g_ун/100)=1085,1673 кг/ч

Порошка выходящего из сушилки

G_п= G`_ч/(1-W_п/100)=1207,0962 кг/ч

Порошка подлежащего сушке с учётом уносов

G`_п= G_п/(1- g_ун/100)=1219,289 кг/ч

Шликера подлежащего  сушке в распылительной сушилке

G_ш= G`_ч/(1- W^ш/100)*(1- g_ун/100)=2170,3347кг/ч

Испарённой влаги

∆G_w= G_ш- G`_п=951,0457 кг/ч 
 
 
 
 
 

4.Материальный  баланс. 

Приходные статьи	Количество	Расходные статьи	Количество
	Кг/ч		Кг/ч
Абсолютно сухой глины, G``ч	1085,1073	Выход из сушилки  абсол. сухой глины, G`ч	1074,3157
Влаги Gш- G``ч	1085,2274	Унос с дымовыми газами G`п- Gп	12,1928
		Остаточн  влага в порошке Gп- G`ч	132,7805
		Испаряется  влаги, ∆Gw	951,0457
	2170,3347		2170,3347

 

5. Определение основных  размеров сушилки.

Требуемый рабочий  объём сушильной камеры

V_k=∆G_w/A=951/6=158,5 м³

∆G_w- кол-во испаряемой влаги.

А-производительность единицы объёма камеры по испаряемой влаге подбираем в зависимости  от температурного напора.[5] 

По объёму камеры из ГОСТ 18906-73 определяем типоразмер сушильной  камеры и её диаметр. Активная высота камеры Н

Соотношение высоты сушильной камеры и её диаметра при  распылении центробежным диском Н_к/D_k=0,75 - 1  => Н_к=0,85 D_k

V=πD_k²\4*0,85 D_k => D_k=6,2 м³

Рабочая высота установки Н_к=5,26 м 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.Аэродинамическая схема 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

По направлению движения теплоносителя и высушиваемого материала, применяем сушилку с прямоточным движением. Так как нам надо получить материал с не большим гранулометрическим составом.

Газ сжигают  в выносных топках. В них предельная температура в топочном пространстве лимитируется стойкостью футеровки и не должна превышать 1200°С. Топки этих сушилок оборудуют двухпроводными горелками с принудительной подачей воздуха, при которой возможно вести процесс горения с повышенными избытками воздуха и тем самым регулировать температуру горения в нужных пределах.

Отходящие газы в сушилках до их выброса в атмосферу проходят газоочистительные (пылеулавливающие) устройства. Для этой цели используют циклоны-промыватели  мелкой очистки. Их устанавливали группами из четырех циклонов. Степень очистки в них составляет 80—85%.Вращение ротора дымососа обеспечивает интенсивное распыление воды и ее взаимодействие с отходящими газами. В результате этого пылевидные частицы из отходящих газов вымываются и образуют вместе с водой шликер, который отводят из нижней части кожуха дымососа в расходный бассейн с пропеллерной мешалкой, а оттуда — в распылительную сушилку. Из дымососа очищенные отходящие газы удаляются в атмосферу через металлическую трубу высотой 20 м, выполненную из нержавеющей стали. 

7.Расчет и проектирование теплоизоляции. 

Расчет теплоизоляции  оборудования ведут по СНиП 2.04.14-88(98) «Тепловая изоляция оборудования и  трубопроводов».

   Исходные  данные: D=6,2 м , t¹=300° С, t²=120° С. 

1. Для плоской поверхности и цилиндрических объектов диаметром 2 м и более

  

λ_к - теплопроводность теплоизоляционного слоя (Вт/ М° С). Температура в сушильной установке будет находится в пределах от -180° С до 450° С, то в качестве теплоизоляционной конструкции принимаем маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-86) на металлической сетки марки 100. λ_к=0.045+0.00021t_w=0.045+0.00021×210=0.09 (Вт/ М° С).

R_k-термическое сопротивление теплоизоляционной конструкции, м²×°С/Вт;

R_m –(М° С/Вт) термическое сопротивление стенки трубопровода. Так как стенки сушильного барабана выполнены из стали, то R_m »0.

a_e – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаем по данному СНиПу a_e=35 (Вт/ М° С).

R_tot-сопротивление теплопередачи теплоизоляционной конструкции, м²×°С/Вт;

 

t_e – температура окружающей среды. В данном случае установка будет работать в помещении, поэтому принимаем t_e=20° С.

    t_w-средняя температура внутри установки.

            t_w =(t¹+t²)/2=(300+120)/2=210° С.

K₁- коэффициент, принимаемый по нормированной линейной плотности теплового потока для Уральского региона K₁=1.02

q_e – нормированная линейная плотность теплового потока с 1 м длинны теплоизоляционной конструкции .По СНиП 2.04.14-88 принимаем q_e=69 (Вт ч/ М²). 
 
 

8.Расчет теплового баланса установки

А).Теоретический  процесс сушки.

Зная начальные  параметры t¹=210° С, d¹=40 (гр/кг), j=10%  Используя i-d диаграммы найдём  конечную точку при теоретическом процессе сушки C₀   

c параметрами t²=134, d²=70(гр/кг).

Теоретический расход сушильного агента

 (кг/ч).

Б).Фактический  процесс сушки.

 Далее необходимо  найти величину уменьшения энтальпии  дымовых газов Δ.

 ΣQ=Q_м+Q_{окр среду}+Q_и

• Расход теплоты на нагрев материала

G_{сух мат}-производительность по сухому материалу,

c_м- теплоемкость шликера при средней влажности.

(кДж/кг° С).

(кДж/ч).

• Расход теплоты на испарение влаги с учётом затрат теплоты на перегрев образовавшихся паров

 (кДж/ч).

∆G_w- расход испаряемой влаги.

• Удельные потери теплоты в окружающую среду

Q_{окр.сред}=Q_перекр+Q_{цилиндр}+Q_конус

Тепловой поток  через плоскую часть перекытия

Q_перекр=K×F(t_w-t_e)=30,2×0.29(210+20)=2014 кДж/ч

F-площадь перекрытия

м²

К- коэффициент  общей теплопередачи 

Тепловой поток  через гладкую поверхность цилиндрического ограждения

Q_{цилиндр}= K×F(t_w-t_e)=0.29×102,6×(210+20)=6843,42 кДж/ч

F=πDH=3.14×6,2×5,26=102,6м²

    

Тепловой поток  через гладкую поверхность конусную часть ограждения

Q_конус= K×F(t_w-t_e)=39,4×0.29×(210+20)=2628 кДж/ч

     

       S Q_{окр.сред}= Q_перекр+Q_{цилиндр}+Q_конус =11485,42 кДж/ч 

Суммарные потери:

S Q=11485,42+40287+2774923 = 2826695,42 кДж/ч

Тогда (кДж/кг). 

Откладываем эти  потери на диаграмме от точки C₀ вертикально вниз. Получаем точку К. Проводим через точки В и К прямую. Пересечение этой прямой с φ=10% даст конечную точку фактического процесса сушки. Ее параметры t^2-2=94° С, d^2-2=61 (гр/кг). Прямая ВС₁- прямая фактического процесса сушки.

 Рассчитаем  расход сушильного агента при  фактическом процессе сушки 

(кг/ч). 

Тепловой баланс:

Приходные статьи	Кол-во теплоты кДж/ч	Расходные статьи	Кол-во теплоты кДж/ч
Тепло сушильного агента Q.СА= L.СА*(IB-I0)=45285,7*(332-261)	3215285	на нагрев материала	40287
		на  испарение влаги	2774923
		в окружающую среду	11485,42
		Неучтеные потери=0.15*сумму расход статей	424004
Сумма	1434400	Сумма	3250700