974. Теплотехнический расчет распылительной сушилки

11.10.2008/курсовая работа

Климатическая характеристика района строительства. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций и теплоэнергетический баланс помещений гражданского здания. Описание теплового пункта. Расчёт отопительных приборов, расчёт и подбор гидроэлеватора.

Введение

Сушка — э?о процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенного к материалу тепла. Целью сушки является улу?шение качества материала снижение его объемной массы, повышение прочности и, в связи с этим, увеличение возможностей его использования. В химической промышленности, где технологические процессы протекают в основном в жидкой фазе, конечные продукты имеют вид либо паст, либо зерен, крошки, пыли. Это обусловливает выбор соответствующих методов сушки.

В керамической промышленности для обезвоживания шликеров в основном применяют два способа: механический и термический.

Механический способ обезвоживания основан на процессе филь???вания суспензии че?ез тканевый фильтр под давлением 0,5 — 1,5 МПа. Обезвоживание производят в камерных и рамных фильтр — п?ессах периодического действия, а также в автоматических камерных фильтр — п?ессах циклического действия. Основным недостатком данного способа является относительно высокая влажность осадка 19-25% . В связи с данным обстоятельством для получения из осадка п?есс — порошка необходимы последующие сушка и помол, ?то значительно усложняет технологический процесс.

Термический способ обезвоживания материала основан на процессах тепло-массообмена, в ?езультате которых из материала испаряется влага. Сушку керамической суспензии проводят в башенных распылительных сушилках и сушильных барабанах.

К основным п?еимуществам получения п?есс-порошка в распылительной сушилке следует отнести стабильный гранулометрический состав и постоянную влажность готового материала, а также простоту конструкции сушилки и возможность автоматизации процесса сушки. В связи с данным обстоятельством распылительные сушилки нашли широкое распространение в керамической промышленности в производстве облицовочных, фасадных плиток и плиток для полов.

Основным сырьем для производства керамических плиток являются глинистые материалы глины и каолины и кварцевый песок, причем содержание глинистых компонентов в массах составляет не менее 45-50%, в том числе глин — не менее 30%.

Решающее влияние на технологические свойства глин, применяемых для керамических изделий, имеет их минералогический состав. Минералогический состав глин довольно таки разнообразен, ?то объясняется различным содержанием основных глинистых минералов каолинита, гидрослюды, монтмориллонита, смешанослойных образований и различными сочетаниями их.

В производстве п?есс-порошков для керамических плиток используют распылительные сушилки. Это позволило исключить из технологического процесса в качестве самосто??? ных операций помола и грануляции массы. Использование распылительных сушилок, кроме того, позволяет сократить потери массы и добиться получения п?есс-порошка стабильного гранулометрического состава, постоянной в оп?еделенных п?еделах влажностью, шарообразной формой частиц, а, следовательно, и хорошей сыпучестью.

Процесс получения п?есс-порошка в распылительных сушилках может быть полностью механизирован, что, в свою очередь, даёт отличную возможность легко включать их в автоматические производственные линии.

Простота конструкций, высокие технико-экономические показатели распылительных сушилок и технологические свойства получаемого в них п?есс-порошка обеспечили широкое их внедрение в промышленность.

Сушка влажных материалов является комплексным процессом, включающим перенос тепла и влаги внутри материала и обмен энергией теплом и массой влагой поверхности материала с окружающей с?едой агентом сушки .

В распылительных сушилках, высушивая шликер, получают порошок материала. Для э?ого в сушильной каме?е шликер тем или иным способом диспергируют распыляют в виде капель, которые, пе?емещаясь в каме?е, омываются подаваемым в нее агентом сушки и высушиваются до оп?еделенной влажности вследствие разности парциальных давлений паров жидкости на поверхности капель и в агенте сушки. В связи с данным обстоятельством достаточная степень диспергирования шликера является одним из важнейших факторов интенсивной работы распылительных сушилок, т. к. от нее зависит величина поверхности распыления шликера и, соответственно, скорость процессов тепло- и массообмена при сушке.

Пе?ед другими способами сушки шликерных масс сушка их в диспергированном состоянии отличается значительной скоростью процесса благодаря большой поверхности взаимодействия распыленного материала с агентом сушки.

В распылительных сушилках диспергирование шликера может осуществляться за счет кинетической энергии шликера механическое распыление или кинетической энергии газа пневматическое распыление .

К механическим распылителям относятся струйные и цен???бежные форсунки, быс???вращающиеся цен???бежные диски и ультразвуковые распылители, а к пневматическим — различной конструкции газовые и паровые форсунки.

В распылительных сушилках, п?едназначенных для сушки керамических шликеров, используются распылители в виде вращающихся дисков и механических форсунок.

>1. Краткое описание распылительной сушилки

Распылительная сушилка включает сушильную камеру, газооборудование, вентиляционную систему, систему подачи суспензии, КИП и автоматику.

Сушильная камера отображает сварную из 4-5 мм металлического листа башню, пе?екрытую металлической крышкой. Днище камеры выполнено в виде конусного бункера и приварено к корпусу. В производстве керамических плиток для корпуса используется нержавеющая сталь типа Х13 или Х25Т. Снаружи боковая и верхняя поверхность корпуса изолирована минераловатыми плитами толщиной 200 мм, а днище — минераловатыми плитами толщиной 60-100 мм. покровным слоем теплоизоляции служит тонколистовой металл — алюминий либо оцинкованная сталь. Днище камеры заканчивается центральным отверстием для выпуска порошка. К отверстию к?епится течка с лепестковым затвором, уменьшающим подсосы воздуха. В крышке сушильной камеры ус???ен взрывной клапан в виде мембраны из асбестового картона толщиной 10 мм. Для наблюдения за работой го?елок и форсунок в стенах сушильной камеры имеются люки со смо???выми окнами и ус???йства для освещения рабочего пространства. Снаружи на конусном днище смонтирован один либо несколько стандартных вибраторов с возмущающей силой не более 1000 Н. Вибраторы п?едназначены для кратков?еменного включения при «зависании» порошка на днище.

Для сжигания газа в стенах сушильной камеры, примерно в се?едине по высоте, равномерно по периметру установлены газовые го?елки. В конусном днище установлен вытяжной зонт для удаления отработанных газов. Вытяжной патрубок зонта подключен к пылеулавливающему циклону, который, в свою оче?едь, соединен с отсасывающим вентилятором. Сечение зонта 1-2,5 м, ?то обеспечивает небольшой не более 2-4% вынос материала с отходящими газами. Сушилка оборудована системой контрольно-измерительных приборов, показывающих температуру и раз?ежение в верхней части сушильной камеры, в выгрузочном конусе, до и после циклонов. Кон???лируются также давление газа и давление суспензии в нагнетающем трубопроводе. Для распыления суспензии служат механические тангенциальные форсунки, работающие при давлении 10-12 атм. Диаметр сопел форсунок 2,1 или 1,5 мм.

Форсунки с соплами небольшого диаметра быст?ее засоряются. В связи с данным обстоятельством большое внимание уделяется очистке суспензии. При совместном помоле пластичных и отощающих материалов суспензию при сливе из мельницы пропускают че?ез вибрационное сито с 400 отв/см 2 и при пе?ека?ке в расходный бассейн че?ез сито с 900 отв/см 2. Соблюдение правил приготовления суспензии и исправность системы ее очистки практически исключают засорение сопел.

Конструктивно распылительная сушилка включает в себя сушильную камеру с днищем и системы: подачи и распыления суспензии, теплообеспечения, отбора и очистки отработанных газов, КИП и автоматики, а также конструкционно-строительные ?л?менты.

В соответствии с ГОСТ 18906-80 распылительные сушилки общего назначения исходя из способа распыления суспензии подразделяются на 2 типа:

РФ — распылительные сушилки с распылением исходного материала механическими или пневматическими форсунками

РЦ — распылительные сушилки с распылением исходного материала цен???бежными форсунками.

Исполнение сушилок может быть: Н — невзрывозащищенное, В-взрывозащищенное, П — с ус???йством пожаротушения.

Для изготовления конструкционных ?л?ментов сушилки, соприкасающихся в процессе эксплуатации с получаемым порошком или исходной суспензией, могут использоваться материалы следующих групп: У — углеродистые стали и ?угун, К — корозионностойкие стали и сплавы, Т — титан и его сплавы, М — цветные сплавы, Э — эмали.

Указанный стандарт устанавливает 6 модификаций распылительных сушилок исходя из их конструктивных признаков места расположения распылителя и подвода теплоносителя, конструкции днища :

1 — с нижним подводом теплоносителя, коническим днищем и расположением распылителя вверху сушильной камеры

2 — с верхним подводом теплоносителя, коническим днищем и расположением распылителя вверху сушильной камеры

3 — с верхним подводом теплоносителя, коническим днищем и расположением распылителя внизу сушильной камеры

4 — с верхним подводом теплоносителя, плоским днищем и расположением распылителя вверху сушильной камеры

5 — с верхним подводом теплоносителя, плоским днищем и расположением распылителя внизу сушильной камеры

6 — с нижним и верхним подводом теплоносителя, коническим днищем и расположением распылителя вверху сушильной камеры.

Основным недостатком сушилок с верхней подачей суспензии является значительная разница во влажности крупных и мелких гранул, в ?езультате чего крупные частицы прилипают к конусному днищу и п?епятствуют равномерному выходу порошка из сушилки. При нижней подаче суспензии влажность порошка на различном расстоянии от оси сушилки практически совпадает со с?едней. Отмеченные недостатки сушилок с верхней подачей суспензии устранены в сушилках с нижней подачей.

Наряду с распылительными сушилками на газообразном топливе используют сушилки на жидком топливе, п?еимущественно на мазуте. Отличительной особенностью таких сушилок является использование выносной топки, установленной на нулевой отметке, и соединительного трубопровода между топкой и потолком сушилки.

Разработанные в НИИс???йкерамике конструкции распылительных сушилок имеют следующие особенности:

— применение для распыления суспензии группы близко расположенных друг к другу механических форсунок, работающих под давлением 0,8-1,2 МПа, установленных по оси сушилки снизу вверх, либо установленных сверху и направленных вертикально вниз

— сжигание газа в металлических туннелях, расположенных внутри сушильной камеры в с?едней части по высоте

— отбор отработанных газов в нижней части сушильной камеры че?ез вытяжной зонт

Указанные особенности создают следующие п?еимущества.

Сжигание газа внутри сушильной камеры исключает потери тепла топочными ус???йствами и газоходами, обеспечивает п?едельно высокую начальную температуру теплоносителя, позволяет вести процесс с минимальным расходом воздуха и как следствие обеспечивает минимально возможные удельные расходы тепла — до 3,18 МДж и ?л?к???энергии — до 0,004 кВт ? на 1 кг испаряемой влаги.

Распыление суспензии группой форсунок создает высокую концентрацию материала в объеме факела, позволяет уменьшить размеры сушильной камеры и в связи с этим обеспечивает высокий удельный влагосъем — более 25 кг/ м 3 ? . В связи с небольшим расходом теплоносителя унос высушенного продукта не п?евышает 2-4%. Требуемое низкое давление суспензии позволяет применять износостойкие мембранные насосы.

Рис. Схема БРС

1 — Взрывной клапан 2 — молниеотвод 3 — го?елка 4 — люк 5 — система питания шликера 6 — аспирация 7 — опора 8 — транспортёр 9 — крыша 10 — крышка 11 — газооборудование 12 — наружная обшивка 13 — конус.

Рис. Схема вспомогательного оборудования для БРС

1 — Циклон 2 — дымосос 3 — ?л?к???двигатель 4 — колонки 5 — лестница 6 — транспортёр.

>2. Теплотехнически й расчет распылительной сушилки

2.1 Исходные да нные для расчета

Исходные данные для расчета:

>1. производительность сушилки по абсолютно сухому порошку Gа.с . 6000 кг/?

>2. потери порошка в сушилке . П 4%

>3. относительная влажность шликера Wш 48%

>4. относительная влажность готового порошка ..Wп 6%

>5. температура шликера на входе в сушилку . .ин 37 о С

6. температура порошка на выходе из сушилки ик 80 о С

7. параметры наружного воздуха:

температура воздуха . .tвозд 20 о С

относительная влажность ..ц 85 о С

удельная теплоемкость . свозд 1,03

Комментарии запрещены.

Реклама