5.2. Материальный баланс сушки

Содержание сухих веществ в высушиваемом растворе не изменяется, если нет уноса или других потерь [1, c. 7]:

= (25)

где G₁, G₂, G_с – количество материала до и после сушки и абсолютно сухого вещества, ;

φ₁, φ₂ – влажность материала до и после сушки, %.

Производительность сушилок по испаряемой влаге [1, c. 7]:

(26)

Количество получаемого материала после сушки [1, с. 7]:

(27)

По производительности выбираем тип сушилки СРЦ – 12,3/1100 НК (с распыливанием исходного материала центробежными дисками и нижним подводом теплоносителя) [2, c. 234]. Технические характеристики Сушилки данного типа приведены в таблице 2.

Количество распылительных сушилок, необходимых для испарения влаги [1, с. 7]:

(28)

где W_c – производительность одной сушилки по испаряемой влаге, кг/ч.

Таблица 2 – Технические характеристики распылительной сушилки

Тип сушилки		Распылительная
Производительность по испаряемой влаге Wc, кг/ч		4000 – 6000
Температура теплоносителя, °С	поступающего	175 – 300
	отходящего	90
Мощность двигателя распыливающего механизма, кВт		100
Габариты сушилки, мм	диаметр	13035
	высота	21900
Масса сушилки, кг		62305

Примем, что W_c = 5000 кг/ч, тогда

5.3. Тепловой баланс сушки

При сушке в распылительных установках тепло передается от нагретого газа или воздуха и расходуется на нагрев высушенного материала, испарение влаги, потери в окружающую среду.

Подвод тепла:

1) тепло, вносимое с аммофосом [1, c. 7]:

(29)

где G_С – массовый расход аммофоса, кг/ч;

i_C – энтальпия аммофоса при температуре поступления его в сушильную камеру, кДж/кг;

С_С – теплоемкость аммофоса (выбирается в зависимости от температуры и концентрации сухих веществ в суспензии [1, c. 10, табл. 4]), кДж/(кг·град);

θ₁ – температура поступления аммофоса в сушилку, обычно составляет 50 – 90°С.

Примем, что θ₁ = 50°С, тогда

Q_c = 5000·1,25·50 = 312500 кДж/ч.

2) тепло, подводимое теплоносителем [1, c. 8]:

_, ^{кДж/ч, (29)}

где G_c.a. – количество теплоносителя (сушильного агента), кг/ч;

J_н – энтальпия сушильного агента при начальной температуре теплоносителя, кДж/кг. Расход тепла:

1) тепло, уносимое сухими дрожжами [1, c. 9]:

⁽³⁰⁾

где G₂ – количество дрожжей после сушки, кг/ч;

J_g – энтальпия аммофоса при температуре выхода аммофоса из сушилки, кДж/кг;

С_g – теплоемкость аммофоса, кДж/(кг·град);

θ₂ – температура высушенного аммофоса, °С.

Q_c = 5000·1,25·90 = 562

+500 кДж/ч.

2) тепло, уносимое теплоносителем (сушильным агентом) [1, c. 8]:

^{, кДж/кг,} ₍₃₁₎

где G_c.a. – количество теплоносителя (сушильного агента), кг/ч;

J_к – энтальпия сушильного агента при температуре выхода сушильного агента из сушилки, кДж/кг.

3) тепло, уносимое испаряемой влагой [1, c. 9]:

₍₃₂₎

где W – количество испаряемой влаги, кг/ч;

J_W – энтальпия водяного пара при температуре выхода водяного пара из сушилки, кДж/кг [6, с. 548, табл.LVI]

4) потери тепла в окружающую среду.

Для определения габаритов сушилки приближенно можно принимать удельные потери тепла в окружающую среду в зависимости от начальной влажности материала q = (125–250) кДж/кг [1, c. 9].

₍₃₃₎

_{Qп = 1255000 = 625000 кДж/ч}

Количество теплоносителя определяется после преобразования теплового баланса сушки по следующей формуле [1, c. 10]:

(34)

J_н и J_к находятся по графику зависимости энтальпии продуктов сгорания от температуры.

Итак, тепло, подводимое теплоносителем:

Тепло, уносимое теплоносителем (сушильным агентом):

Проверяется тепловой баланс процесса сушки. Согласно закону сохранения энергии [1, с. 11]:

Q_прих = 1242500 + 163693469,6 = 164935969,6 кДж/ч;

Q_расх = 1946865,338 + 37200873,61 + 72379026,53 + 53409216,34 = 164935981,8 кДж/ч.

Ошибка составляет:

Часовой расход топлива определяется по формуле [1, с. 11]:

(35)

где Q_c.a. – тепло, подводимое теплоносителем, кДж/ч;

Q_р^н – низшая теплотворная способность топлива, кДж/ч;

η – коэффициент полезного действия печи (η = 0,8–0,95).

Примем, что η = 0,9, тогда

Объемный расход топливного газа равен [1, с. 12]:

(36)

где ρ_г – плотность топливного газа, кг/м³.

Удельный расход тепла в сушилке определяется как [1, с. 12]:

, (37)

.

Выбираем печь ВКС – 2 – это трубчатая печь свободного вертикального сжигания комбинированного топлива с теплопроизводительностью, равной 22100 кВт.