124227 (689926), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Исходные данные

Объем производства 50 тыс. м³/год. Насыпная плотность песка – 538 кг/м; коэффициент использования оборудования – 0,91. Температура в зоне термоподготовки 346 °С; температура в зоне обжига – 1105 °С; температура в холодильнике – 534 °С; температура воздуха‑16 °С; влажность сырца‑10%; потери при прокаливании -12%; в том числе:

СО₂ от диссоциации СаСО₃ – 1,66%; СО₂ от диссоциации MgCO₃ -3,45%; дегидратации – 2,88%.

Зерновой состав%

Сырца:

более 5 мм 4

2,5–5 мм 16

1,2–2,5 мм… 20

0,6–1.2 мм… 26

0,3–0,6 мм… 22

0,15–0, Змм…7

менее 0,15 мм 5

Песка: более 5 мм 2

2,5–5 мм 18

1,2–2,5 мм…24 0,6–1.2 мм… 28 0,3–0,6 мм… 23 0,15–0, Змм…2 менее 0,15 мм 3

Материальный баланс

При составлении материального баланса необходимо учитывать следующие условия:

• удаление остаточной влаги происходит в зоне термоподготовки;

• унос пыли из зоны термоподготовки составляет 7…8%

Унос мелких фракций керамзитового песка из зоны обжига составляет 18–20%

– коэффициент осаждения пыли из отходящих газов в циклонах
термоподготовки и обжига равен 0,8.

Расчет горения природного газа

Определить количество воздуха, необходимого для горения 1 м природного газа следующего состава, %: СН4–72,4; С₂Н₆-4,7; С₃Н₈-7,3; C₄H_I0-6,7; С₅Н_]2-0,6; СО₂-2; N₂-6; H₂S – 0,3. Расчет горения газа производим в табличной форме с учетом различных значений коэффициента избытка воздуха а. Коэффициент избытка воздуха а = 1 используется для теоретического расчета расхода воздуха, необходимого для горения 1 кг или 1 м топлива; сц-коэффициент избытка воздуха в корне факела (#1=1,26); а₂ – коэффициент избытка воздуха на загрузочном конце печи (а₂=1,55). Теплота сгорания топлива (теплотворность): Q=358,2*72,4+637,5*4,7+912,5*7,3+l 186,5*6,7+1460,8*0,6=44417,21 кДж/нм³

Расчет горения природного газа представлен в таблице 1, расчет материального баланса в таблице 2.

Таблица 2. Расчет материального баланса

Приход	кг	%	Расход	кг	%
СН4=72,4	51,910	2,582	CO2	267,883	13,333
С2Нб=4,7	6,373	0,317	Н2О	181,302	9,023
С3Н8=7,3	14,746	0,733	N2	146,673	73,050
С4Н10=6,7	19,028	0,946	О2	91,456	4,552
С5Н12=0,6	1,930	0,096	SО2	0,877	0,049
СО2=2	3,954	0,196
N2=6	7,506	0,373
H2S=0,3	0,461	0,022
			Невязка: (100*0,778):2009,909 = 0,038%
воздух
О2	443,653	22,073		-0,778	0,038
N2	1460,348	72,657
итого	2009,909	100		2009,131	100

Зона термоподготовки

Приход сырца G, кг/ ч.

Расход:

• удаление влаги 0,091G, кг/ ч;

• унос пыли (1–0,091G)*0,08=0,072G, kг/ч.

Выход материала из зоны 1 – (0,091G+0,072G)=0,828G, кг/ч.

Зона обжига

Приход

• из зоны термоподготовки 0,828G, кг/ ч;

• из циклонов зоны термоподготовки 0,072G*0,8=0,0576G, кг/ ч.

Всего 0,8856G, kг/ч;

Расход:

• Потери при прокаливании 0,8856G*0,12=0,1063G, кг/ч;

• унос мелких фракций песка 0,8856G*0,19=0,1683G, кг/ ч.

Всего 0,2746G кг/ч.

Итого выход материала:

• из слива печи 0,8856G‑0,2746G=0,611G, кг/ч;

• из футерованного циклона 0,1683G*0,8=0,1346G кт/ч.

ВСЕГО 0,7456G кг/ч.

Производительность печи по сырцу

G = кг/ч,

где П – производительность печи по керамзитовому песку, м³/год;

ρ_н – насыпная плотность керамзитового гравия, кг/м³

Т_ф = 365*24*0,91 = 7971,6 ч,

где 0,91 – коэффициент использования оборудования.

Определение рабочей скорости псевдоожижения

Зона термоподготовки

1. Эквивалентный диаметр зерен сырца.

где g_i – доля класса зерен по массе;

d_max – максимальный диаметр узкой фракции зерен сырца, определяемый по формуле:

= = 3,467 мм,

где d₁ и d₂ – условный диаметр зерна, определяемый по размеру отверстий сит, соответственно проходного и непроходного.

1. Критерий Архимеда

A_R =

где ρ_Т – плотность твердых частиц, кг/м³;

ρ_Г – плотность газов при заданной температуре, кг/м³

υ – кинематическая вязкость газа при заданной температуре, V*10⁶ м²/с

1. Критерий Рейнольдса

R_e =

1. Критическая скорость псевдоожижения при заданной температуре:

м/с

1. Критическая скорость, приведенная к условиям дутья:

м/с

где Т₀ – температура воздуха, подаваемого в зону термоподготовки, ⁰ С;

Т – температура в зоне термоподготовки, ⁰ С.

6. Рабочая скорость газов в зоне термоподготовки:

м/с,

где m – число псевдоожижения; для зон термоподготовки и охлаждения 2…2,5;

для зоны обжига 2,5…3,5.

Зона обжига

1. Эквивалентный диаметр зерен песка.

1. Критерий Архимеда

A_R =

2. Критерий Рейнольдса

R_e =

1. Критическая скорость псевдоожижения при заданной температуре:

м/с

1. Критическая скорость, приведенная к условиям дутья:

м/с

6. Рабочая скорость газов в зоне обжига:

м/с,

Холодильник

1. Критерий Архимеда

A_R =

1. Критерий Рейнольдса

R_e =

1. Критическая скорость псевдоожижения при заданной температуре:

м/с

1. Критическая скорость, приведенная к условиям дутья:

м/с

5. Рабочая скорость газов в холодильнике:

м/с,

Тепловой баланс

Зона обжига

Приход тепла

1. С материалом из зоны термоподготовки:

Q₁^п = 0,828G *C_c*t_M – 0.828G * 0,924 * 346= 264,715G кДж/ч,

где, t_M – температура материала, поступающего на обжиг из зоны термоподготовки;

С_с – удельная теплоемкость материала, поступающего на обжиг, равная 0,924

2. С воздухом, подаваемым в зону обжига:

Q₂^п = В*V_в⁰ *а₁*С_в*t_в = B * ll, 743 * 1,26 * 1,344 * 16 = 318,18 В кДж/ч,

где V_в° – теоретический объем воздуха, необходимый для горения 1 м³ газа. Принят из расчета горения топлива для а= 1;

а₁ – коэффициент избытка воздуха, подаваемого на горение, равный 1,2… 1,3;

С_в – удельная теплоемкость воздуха, подаваемого на горение, равная 1,344 кДж/м³*К;

t_в – температура воздуха, подаваемого на горение, ° С.

З.С теплом от горения топлива:

Q₃^п = Q_н^с * В = 44417,21В кДж/ч.

4. С физическим теплом топлива:

Q₄^п = B*C_t*t_T = l, 358*16*B = 21,73В кДж/ч,

где t_T – температура топлива, подаваемого на горение, ° С;

Ст – удельная теплоемкость топлива при температуре 16 °С, определяемая по формуле:

С_Т = 4,2 (0,323 + 0,00008*t_T) = 4,2 (0,323 + 0,000018*16) = 1,358 кДж/м³*К.

Расход тепла

1. На нагрев материала до температуры вспучивания;

Q₁^р = 0.8856 G * С_с* t_обж = 0.8856 G * 0,924 * 1105 = 904,22G кДж/ч.

2. С отходящими дымовыми газами:

Q₂^р = В*V_дг*С_дг* t_дг=В*16,002*1,44* 1105=25462,38В кДж/ч,

где V_дг – объем дымовых газов, определяемый из расчета горения топлива для a₁ = 1,26 м³;

t_дг – температура дымовых газов, ⁰ С;

С_дг – удельная теплоемкость дымовых газов при температуре 1105 °С, определяемая по формуле:

С_дг=4,2 (0,323+0,000018*t_дг) = 4,2 (0,323*0,000018*1105)=1,44 кДж/м³*К.

3. На диссоциацию СаСО₃:

Q₃^р = , кДж/ч

где – потери СО₂ при диссоциации СаСО₃, %;

1587,6 – эндотермический эффект от декарбонизации СаСО₃, кДж/кг

4. На диссоциацию MgC0₃:

Q₄^р = , кДж/кг

где - потери при диссоциации MgCO₃, %;

1318,8 – эндотермический эффект от декарбонизации MgCO3, кДж/кг.

5. На дегидратацию глинистых минералов:

Q₅^р = , кДж/кг

где G_H2O – потери гидратной воды, %;

6720 – эндотермический эффект дегидратации глинистых минералов, кДж/кг.

6. На плавление силикатной массы Q₆^p= 0,828G* 315= 260,82G кДж/ч,

где 315 ‑ удельный расход тепла на образование стекловидной фазы, отнесенный к 1 кг обожженного песка, кДж / кг.

Уравнение теплового баланса

При составлении уравнения теплового баланса учитываем потери в окружающую среду, которые принимаем равными 100% от общего количества прихода тепла. Решая это уравнение, находим объем газа, подаваемого в зону обжига на горение.

0,9 (Q₁^п + … +Q₄^п) = Q₁^p+ … + Q₆^p;

0,9 (264,715G + 318,18В + 44417,21В + 21,73B)=904,22G + 25462,38В + 23,35G + 40,30G + 171,44G + 260,82G

Характеристики

Список файлов курсовой работы