книги из ГПНТБ / Табунщиков, Н. П. Производство извести
.pdfгде Ccacbg’ сн20 ’ с С а О ’ Спр.сг — соответственно теплоемкости известняка, воды, извести и продуктов сгорания, кДж/(кг- К). Верхний индекс обозначает темпе ратуру, при которой определена теплоемкость; t2, t3 — соответственно темпера тура кипящих слоев зон подогрева II и I, РС; Ксо2 — удельное количество С02,
образующейся при разложении известняка, кг/кг, g0Kp — удельное количество тепла, теряемое в окружающую среду, кДж/кг.
После подстановки известных величин уравнение (Х,47) примет вид
2,2324 СОз |
-h 11,85V,c% CT t3+ 0,8385C*b2 k + |
0 ,0 4 2 ^ /, - |
|
|||||||||||||
-11,8517гСд2р сг |
- |
0,8385с£02 t2- |
0 ,042с*?аО t2 + |
50,5 + |
&кр = |
0 (X ,48) |
||||||||||
З о н а п о д о г р е в а II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4 |
С0 3 к |
+ |
№ |
|
|
+ |
О |
0 - |
9) 4а°О -930 + |
|
|
||||
|
+ УгКпр.сгС9п3р°сг-930 + |
<М4/<Г,Х СаСО3а43о°2.930 = |
|
|||||||||||||
= КТ |
4 с о 3 к + |
(КЦТЖ+ О |
|
(1 - |
0) 4 о t2 + КгКпр.сг4.сг к + |
|||||||||||
|
+ |
^ со 2 ссо2 к + |
KjbIXMgCOs QMgco3 + &кр |
|
(Х,49) |
|||||||||||
После подстановки |
известных |
величин |
уравнение |
(Х,49) |
примет |
вид |
||||||||||
|
’ ■Эббс^соз t2 + |
0 ,0 4 2 4 о t2 + 11,85Vr^ p сг t2 + |
|
|
||||||||||||
|
+ |
0,838с£?О212 — 2,02c^aCOg t3— 188,2 = |
0 |
|
(X,50) |
|||||||||||
З о н а о б ж и г а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
*n“ 4 |
c |
o |
3 ^ |
+ |
K |
Z |
4 |
хол |
^охл + |
|
|
X |
|
|
|
|
х /охл + |
VTck tT+ |
VrQP = |
|
c95a0o .950 + |
|
|
|||||||||
|
+ № |
|
+ |
О |
|
Cca°o-950 + |
VrVnP.crC9n5p°cr-950 + |
|
|
|||||||
+ |
0,44K f'x CaCOs(JCQQ2 • 950 -f X f,x CaC0 3aQcaC03 + |
SWp |
(X,51) |
|||||||||||||
После подстановки известных величин уравнение (X,51) примет вид |
||||||||||||||||
|
1.954СОз^ + 0,009з4 |
хол 'охл + |
10,81/г4 хл X |
|
|
|||||||||||
|
|
X ^охл + 4576КГ— 1195,6 + gOKp = 0 |
|
|
(X,52) |
|||||||||||
З о н а о х л а ж д е н и я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
г'ВЫх |
950 |
п с а |
г |
у |
|
50 |
г а __ |
/твы х |
к х л |
v |
|
|
|||
|
л о б ж |
с С аО у о и |
+ |
Гво3своз-ои — |
Л о х л cCaQ |
X |
|
|
||||||||
|
Х'охл + |
K |
|
Z |
4 о |
?охл + ^воз 4 |
ХзЛ 'охл + £охл |
|
(X , 53) |
|||||||
После подстановки известных величин уравнение (Х,53) примет вид |
||||||||||||||||
1,0694ол 'охл + |
1 0 , 8 ^ хлгОхл -168 У г - 2 3 3 + £ ОКр = 0 |
(Х,54) |
Удельные потери тепла по зонам печи принимаются следующими: зоны по догрева I и II — 15 кДж/кг, зона обжига — 33,5 и зона охлаждения — 6,65 кДж/кг. Теплоцотери на горячем циклоне учитываются снижением темпе ратуры газов после зоны обжига на 20 °С.
210
Решение методом последовательных приближений системы |
уравнений |
|||||||
(X,48), |
(Х,50), |
(Х,52), (X,54) дает следующие значения неизвестных величин: |
||||||
<охл = |
340 °С; |
t2 = 740 °С; |
t3 = 460 8С; Кг = |
0,150 |
м3/кг. |
|
|
|
Проверка решения на уравнении (Х,52) дает погрешность 3,94%. |
|
|
||||||
Решение задачи теплового баланса графо-аналитическим методом произво |
||||||||
дится следующим образом. |
|
|
|
|
|
вид |
||
Уравнение (Х,30) после подстановки в него известных величин примет |
||||||||
|
|
|
сСаС03 (950 |
t2) + |
159 |
(X,55) |
||
|
|
|
4460 + |
3,38/охл |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
По этому уравнению |
рассчитывается |
величина |
удельного расхода |
газа |
||||
(при tox]J = 0) |
в зависимости от изменения температуры подогрева t2. |
Результат |
Рис. 89. Графическое решение уравнений теплового баланса.
расчетов представлен кривой 1 (рис. 89). Кривая 2 показывает величины удель ных расходов газа в зависимости от изменения температуры охлаждения при отсутствии зон подогрева.
Следующим этапом расчета является определение удельного расхода газа при изменении температуры зоны подогрева, проводимое по формуле (Х,29), которая после подстановки в нее известных величин запишется следующим обра зом:
|
сСаС03 |
1 |
0,435-0,96 |
-0,3 |
Кг — 2,19 |
n j85.0,368-0,95 ' хп ~ |
11,85-0,368 |
-0,95 |
|
|
= 0,53 |
ССаСОз |
0,029 |
|
|
|
хп |
|
|
Задаваясь рядом значений температуры подогрева t2, по номограмме рис. 81 |
||||
находят величины хп |
и, используя |
записанное уравнение, находят соответ |
ствующие им значения удельных расходов газа. Результаты расчетов графически
представлены кривой 3 (рис. 89); изменение Кг, определенное |
по формуле |
(Х,31),— кривой 4. |
0,153 м3/кг. |
Совместное графическое решение уравнений дает величину Vr = |
Расчет профиля печи
Расчет сечения зон печи производится по формуле (Х,37).
Расходы по зонам печи (в м3/ч) на входе в слой и выходе из него взяты из рас четов материального и теплового балансов и представлены в табл. 27. Там же приведен перерасчет расходов на фактические условия.
13* |
211 |
Т а б л и ц а 27. Определение фактического расхода ожижающей
____________________среды по зонам печи
|
|
Зона |
V* |
t, °С |
^изб-И*-1- |
ио.с> м3/ч |
|
|
к О.С» |
||||
|
|
|
м3/ч |
|
Па |
|
Охлаждения |
|
|
|
|
|
|
на входе в с л о й ................................ |
27 000 |
50 |
314 |
21 200 |
||
на выходе |
из |
с л о я ............................ |
27 000 |
340 |
292 |
44 400 |
Обжига |
|
|
|
|
|
|
на входе в с л о й ................................ |
27 000 |
340 |
230 |
50 600 |
||
на выходе |
из |
с л о я ............................ |
36 240 |
950 |
168 |
135 100 |
Подогрева II |
|
|
36 240 |
930 |
132 |
139 500 |
на входе в с л о й ................................ |
||||||
на выходе |
из |
с л о я ............................ |
36 790 |
740 |
90 |
122 500 |
Подогрева I |
|
|
36 790 |
740 |
48 |
130 000 |
на входе в с л о й ................................ |
||||||
на выходе |
из |
с л о я ............................ |
37 850 |
460 |
0 |
103 500 |
* При р=760-13,6-9,81 Па; t=0 °С. |
|
|
|
|
|
|
||
Та б л и ц а 28. |
Определение критерия Аг |
по зонам |
печи |
|
||||
|
|
|
|
4р_ |
& |
|
Рт |
|
Зона |
|
V 10-ю |
9,81 — |
рг, кг/мЗ |
|
Аг- Ю-з |
||
|
\2 |
\?2 |
Рг |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Охлаждения |
слой . . |
2,56 |
|
741 |
7 250 |
1,52 |
1 640 |
11 900 |
на входе в |
|
|||||||
на выходе из слоя . |
26 |
|
74 |
725 |
0,786 |
3 180 |
2 300 |
|
Обжига |
слой . . |
26 |
|
74 |
725 |
0,74 |
3 380 |
2 450 |
на входе в |
|
|||||||
на выходе из слоя . |
164 |
|
7,19 |
70,5 |
0,367 |
6 810 |
. 480 |
|
Подогрева II |
слой . . |
151 |
|
7,55 |
74- |
0,357 |
7 000 |
518 |
на входе в |
|
|||||||
на выходе из слоя . |
144 |
|
3,2 |
129,5 |
0,411 |
6 080 |
790 |
|
Подогрева I |
слой . . |
144 |
|
3,2 |
129,5 |
0,387 |
6 450 |
835 |
на входе в |
|
|||||||
на выходе из слоя . |
49 |
|
38,7 |
380 |
0,5 |
5 000 |
1900 |
|
|
Т а б л и ц а |
29. |
Определение скорости закипания |
|
|
|||
- Зона |
|
Vь* |
|
5,22 У Аг |
5,22 У Аг + |
Reo |
Wq |
w—miWQ |
|
|
+ 1400 |
Охлаждения на входе в слой . .
на выходе из слоя . Обжига
на входе в слой . . на выходе из слоя .
Подогрева II
на входе в слой . . на выходе из слоя .
Подогрева I
на входе в слой . . на выходе из слоя .
3 450 |
18 000 |
19 400 |
613 |
1,7 |
2,38 |
1 520 |
7 940 |
9 340 |
246 |
2,14 |
3,0 |
1 570 |
8 200 |
9 600 |
255 |
2,25 |
3,15 |
694 |
3 620 |
5 020 |
95,4 |
2,69 |
3,77 |
720 |
3 760 |
5 160 |
102 |
2,8 |
3,92 |
890 |
4 640 |
6 040 |
131 |
2,73 |
3,82 |
915 |
4 760 |
6 160 |
135 |
2,81 |
3,93 |
1 380 |
7 200 |
8 600 |
220 |
2,66 |
3,72 |
212
В расчет принимается число псевдоожижения тх — 1,4. Скорость ожижения определяется по формуле О. М. Тодеса [11]:
Re = |
______ Аг_______ |
(Х,56> |
|
1400+ 5,22 /А г |
|||
|
|
Расчет критерия Архимеда приведен в табл. 28; определение скоростей за кипания по зонам — в табл. 29.
Рис. 90. Расчетный про филь печи и размещение горелочных устройств по решетке зоны обжига (крестиками отмечены центры воздухоподводов).
А-А
Я
1
На основе табл. 27, 29 в табл. 30 приведены результаты расчетов |
площадей |
||||
зон. Там же указывается принятый диаметр зоны. |
|
|
|
||
Т а б л и ц а 30. |
Определение площадей зон печи |
|
|
||
Зона |
V0.0 |
Vo.c |
м |
D, м |
Принятый |
мЗ/ч |
3600 |
F2, 3 |
диаметр |
||
|
|
|
зоны |
||
Охлаждения |
21 200 |
588 |
2,46 |
1,77 |
1,8 |
на входе в слой................... |
|||||
на выходе из слоя . . . . |
44 400 |
123 |
4,1 |
2,28 |
2,3 |
Обжига |
50 600 |
140 |
4,45 |
2,38 |
2,3 |
на входе в слой................... |
|||||
на выходе из слоя . . . . |
135 100 |
375 |
9,95 |
3,57 |
3,6 |
Подогрева II |
139 500 |
387 |
9,86 |
3,56 |
3,4 |
на входе в слой ................... |
|||||
на выходе из слоя . . . . |
122 500 |
340 |
8,9 |
3,36 |
3,4 |
Подогрева I |
130 000 |
361 |
9,2 |
3,42 |
3,1 |
на входе в слой................... |
|||||
на выходе из слоя . . . . |
103 500 |
288 |
7,75 |
3,14 |
3,1 |
213
Профиль печи, выполненный на основании расчетов, показан на рис. 90. Размеры зон по высоте рассчитаны исходя из опыта работы промышленной печи. Высота воздухоподводов принята из конструктивных соображений.
Отклонение от расчетных диаметров имеется в зоне обжига и связано с раз мещением горелочных устройств (рис. 90).
Расчет горелочного устройства
Принципиальная конструкция газогорелочных устройств представлена на
рис. 70. Принимается, |
что на один воздухоподвод приходится 9 горелок. Пос |
||||||||
кольку на него приходится 0,915 X 0,915 м2 площади решетки, шаг между го |
|||||||||
релками составит 305 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечение выходного отверстия горелки: |
|
|
|
|
|
|
|||
27 000-613-760 |
|
1 |
|
|
|
|
|
||
F ~ |
12-9-273-1059 ' |
3600-50 ==0>00223 м2 |
|
|
|
||||
где 12 — число воздухоподводов на печь; 9 — число горелок |
на |
один воздухо- |
|||||||
613 |
|
|
|
|
760 |
— поправка |
на |
давление; |
|
подвод; ———- — поправка на температуру; |
105У |
||||||||
z/o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S0 — принятая скорость выхода воздуха, м/с. |
|
|
|
|
|
||||
Диаметр выходного отверстия горелки: |
|
|
|
|
|
|
|||
|
dвых |
0,00223 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,785 = |
0,0534 м |
|
|
|
||||
Принимаем dBbix = 55,0 |
мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечение выходного отверстия газовой трубки: |
|
|
|
|
|||||
2500-350-760 |
1 |
|
.......... . |
|
|
|
|||
F = 108-273-1059' 3600-120 |
= 0>0000495 м2 |
|
|
|
|||||
где 108 — число горелок в печи; |
350 |
— поправка на температуру; |
760 |
||||||
поправка на давление; |
|
273 |
|
|
|
|
м/с. |
1059 |
|
120 — принятая скорость выхода газа, |
|
||||||||
Диаметр выходного отверстия |
газовой трубки: |
|
|
|
|
||||
|
dВЫХ |
0,0000495 |
0,00705 м |
|
|
|
|||
|
0,785 |
= |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем dBbIX = 7 мм.
Конструкция выходной части горелки представлена на рис. 91. Для полу чения частичного смешения на выходе газовая трубка заглублена на 60 мм.
Максимальный размер частиц в слое составляет 12 мм. Скорость витания их
•определяется из формулы
_______ Аг______________ 21 800 000
евит_ 18 + 0,61 / А г |
~ 18 + 0,61 /2 1 800 000 = 7600 |
|
wв и т --- |
ReBHTv |
7600-51 -10- |
^max |
12• 10_3 — 32,3 м/< |
|
|
|
Скорость выхода воздуха из отверстия горелки приблизительно в 1,5 раза превышает скорость витания частицы максимального размера, что обеспечивает -отсутствие провала материала.
Температура ожижающей среды по высоте слоя при применении горелок данной конструкции представлена на рис. 92. Кривая температуры построена с использованием графика на рис. 86 и формулы (Х,5) в предположении, что ли митирующим условием в процессе зажигания является подогрев смеси. Из гра
214
фика следует, что для завершения горения и теплообмена достаточна высота слоя 1 м. Максимальная температура в слое не превышает 1080 °С.
В предположении, что угол откоса материала, лежащего между горелками, 379, т. е. равен углу естественного откоса, определяют их высоту, оказавшуюся равной 94 мм. На этой высоте (см. рис. 94) температура ожижающей среды сос тавляет 850 ?С, что значительно ниже температуры спекания (превышающей 1200 ?С) известняка данного химического состава.
Рис. 91. |
Конструкция |
Рис. 92. Распределение температуры |
выходной |
части горелки. |
ожижающей среды по высотеДслоя. |
Расчет живого сечения решеток зон подогрева
Зона подогрева II. Определяется комплекс
(^отв)0-05^ |
1 / |
у т \°>2 |
ай.5 |
А Рсл |
|
||
2 = |
Щ |
I Yrv ) |
1— п Г 2 ' |
APv |
~ |
||
0,045°>05-3,4°>1 / |
|
2500 |
\°>2 |
3,824° |
„ |
||
— 0,00576°> |
\ 0,44• 120-10-® |
) |
' 1 — 1,4- 2 |
° . 8 — 9120 |
|||
По графику на рис. 87 определяют величину l/fp’4, |
которая оказывается рав |
||||||
ной 0,675. Откуда /р = |
2,76% . |
|
|
|
|
|
|
Число отверстий в решетке равно числу кирпичей, которое составляет |
|||||||
|
0,785-3,42 |
|
|
|
|
||
|
0,25-0,25 - |
144 шт- |
|
|
|||
Диаметр отверстий при известном их числе и живом сечении равен |
|||||||
|
|
|
2,76-3,42 |
|
|
|
|
|
- V |
- |
144-100 |
: 0,047 м |
|
||
|
|
|
|
|
Совпадение величин диаметров, принятых при расчете и полученных по формуле (Х,57), удовлетворительное и не требует повторного приближения.
Зона подогрева I
|
0,045°>°5-3,10-1 |
/ |
2500 |
\°»2 |
3,724° |
Z = |
0,00576°.° |
у 70-10°-0,5 J |
'1 — 1,4~2 ■0,8 = 6200 |
215
По графику на рис. 87 1//°'4 = 0,69, откуда /р = 2,54%.
Число отверстий в решетке:
0,785-3,Is
0,25-0,25 “ 122 шт-
Диаметр отверстий в решетке:
1 / |
2,54-3,12 |
„ „ , |
“отв e у |
122-100 |
— 0,0448 ы |
Принимается doTB = 45 мм.
Расчет гидравлического сопротивления печи
Для определения сопротивления кипящего слоя по зонам необходимо знать порозносу, слоев. Она определяется по формуле
|
|
|
/ |
18Re + |
|
0,36Re2 \°>21 |
|
|
|
|||
|
|
|
*~ Л |
|
Аг |
|
) |
|
|
|
||
Результаты расчета представлены в табл. 31. |
|
|
|
|||||||||
|
Т а б л и ц а |
31. Расчет порозности слоя |
|
|
||||||||
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
18Re + |
18Re + |
|
Зона |
|
|
Re |
|
|
Re2 |
|
0,36Re2 |
+0,36Re2 |
8 |
||
|
V |
|
|
|
+0,36Re2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ar |
|
Охлаждения |
3 |
51 |
10_6 |
340 |
|
11,5 |
104 |
41 400 |
47 520 |
0,0206 |
0,440 |
|
Обжига |
3,77 |
168 |
ю - 6 |
133,5 |
1,78 |
104 |
6 400 |
8 800 |
■0,0183 |
0,430 |
||
Подогрева II |
3,82 |
120 |
10-6 |
183 |
3,34 |
104 |
12 000 |
15 290 |
0,0193 |
0,427 |
||
Подогрева I |
3,72 |
70 |
10~6 |
307 |
9,04 |
104 |
32 500 |
38 020 |
0,0200 |
0,440 |
||
Зона охлаждения. |
Конструкция |
колпачка, |
устанавливаемого |
на решетке |
||||||||
зоны охлаждения, может быть выбрана по рекомендациям [25]. |
|
|
||||||||||
Сопротивление такого колпачка определяется по зависимости |
|
|||||||||||
|
ДРр = |
Ср |
yr = |
14,75/p’32Re“° |
2g 'Y r = |
|
|
|||||
|
|
|
2 g |
|
|
|
Р |
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,07 |
15 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
/ 15-0,050 \»> |
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
14.75-23’32 \ |
16-IQ-6 ) |
|
2^--1,52-9,81 =290-9,81 Па |
|
где 15 м/с — скорость выхода воздуха из отверстий колпачков.
Для обеспечения равномерного псевдоожижения принимается, что сопроти вление решетки численно равно сопротивлению кипящего слоя. Его высота в этом случае составит
2850 = 0,9(1 — 0,44) 1500ЛСЛ-9,81
откуда hen — 0,383 м.
Зона обжига. Конструкция воздухоподвода к решетке зоны обжига и уста новка горелок на ней представлены на рис. 93. Определение сопротивления сис темы по участкам дано в табл. 32.
Сопротивление кипящего слоя равно ДРСЛ = 0 , 9 (1 — 0,43) 1500-1-9,81 = 770-9,81 Па
216
Т а б л и ц а 32. Определение сопротивления воздуховодов зоны обжига
Участок |
|
Етр |
|
^тр/^тр |
W, м/с |
ДЯ, Па |
||
К о н ф у зо р |
.................. .... . |
0,24 |
__ |
|
_ |
2,62 |
0,0652-9,81 |
|
Измерительное сопло* . . . |
— |
— |
|
— |
— |
163-9,81 |
||
Прямой участок.................. |
— |
0,025 |
|
4,5 |
32,1 |
45,5-9,81 |
||
Дроссель с углом открытия |
0,45 |
|
|
|
32,1 |
182-9,81 |
||
1 0 ° ..................................... |
|
— |
|
— |
||||
Д и ф ф узор |
............................ |
0,77 |
— |
|
— |
32,1 |
31,1-9,81 |
|
Горелка |
|
0,5 |
— |
|
— |
47,8 |
|
45-9,81 |
В Х О Д ......................................................... |
|
|
|
|||||
трение |
........................... |
— |
0,0426 |
|
4,55 |
47,8 |
17,2-9,81 |
|
в ы х о д ............................ |
|
1,0 |
— |
|
— |
47,8 |
22,9-9,81 |
|
|
И т о г о . . . |
— |
— |
|
— |
— |
342,96-9,81 |
|
* Принимается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для устойчивого псевдоожижения в зоне необходимо выдерживать |
равен |
|||||||
ство сопротивления слоя и решетки. |
Сопротивление слоя |
превышает |
сопро |
|||||
тивление решетки на величину |
|
|
|
|
|
|
||
|
(7550 — 3400) = |
422-9,81 |
Па |
|
|
|
|
|
которая должна быть компенсирована путем |
прикры |
|
|
|
||||
тия дросселя на воздухоподводе. |
|
|
88, ко |
|
|
|
||
Зона подогрева II. Согласно графику на рис. |
|
|
|
|||||
эффициент |
сопротивления |
решетки |
составляет |
1000. |
|
|
|
|
Ее сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
|
ДРр = |
3 922 |
|
277-9,81 |
Па |
|
|
|
|
1000-—^ — 0,357 9,81 = |
|
|
|
Сопротивление слоя равно ,
ДРСЛ= 0,8ДРр = 0,8-2720 = 221 -9,81 Па
Отсюда ксл ~ 0,18 м.
Зона подогрева I. Согласно графику на рис. 88, ко эффициент сопротивления решетки составляет 1160. Ее сопротивление
3 932
ДРр = П бО .-т^— 0,387-9,81= 340-9,81 Па
Сопротивление слоя равно
ДРсл = 0,8ДРр = 0,8-3440 = 280-9,81 Па
Отсюда /гсл = 0,278 м.
В целях предотвращения пробивания слоя струей ожижающей среды, истекающей из отверстий решетки,
высота слоя на решетках должна быть не менее полуметра. В этом случае сопро тивление слоя зоны подогрева II составит ~6000 Па; зоны подогрева I .—-^5000 Па.
Расчет переточных устройств
Исходные данные для расчета переточных устройств приведены ниже:
217
|
|
|
Переточные устройства |
||
|
Показатели |
|
зона I -> |
зона II -» |
зона обжига -> |
|
|
|
->зона охлаж |
||
|
|
|
•♦зона II |
->зона обжига |
дения |
Расход материала, кг/ч |
|
|
|
|
|
действительный....................... |
36 800 |
32 600 |
17 800 |
||
расчетный................................ |
55 000 |
48 800 |
26 700 |
||
Сопротивление системы, Н/м2 . . |
5 000 |
6 000 |
7 750 |
||
Температура, °С |
через |
|
|
|
|
газа, |
фильтрующегося |
|
|
|
|
устройство (средняя) . . . |
600 |
845 |
645 |
||
газа на входе в устройство . |
740 |
950 |
340 |
||
Плотность газа, кг/м3 |
|
|
|
|
|
на входе в устройство . . . |
0,400 |
0,362 |
0,700 |
||
соответствующая средней тем |
|
|
|
||
пературе ................................. |
0,446 |
0,393 |
0,485 |
||
Расчетная |
высота плотного |
слоя |
|
|
|
в устройстве, м ............................ |
2,5 |
4,5 |
2,7 |
Диаметр отверстия на выходе, мм |
200 |
200 |
200 |
Рассчитываются два устройства: одно — для |
передачи |
известняка из зоны |
|
подогрева I в зону подогрева II (производительность 55 000 |
кг/ч, высота плотно |
го слоя 2,5 м), другое — для передачи извести из зоны обжига в зону охлажде
|
|
|
|
ния |
(производительность |
26 700 |
кг/ч, |
высота |
||||||||
|
|
|
|
плотного слоя 2,7 ty). |
|
|
|
плотного |
слоя |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Сопротивление движущегося |
||||||||||
|
|
|
|
находят |
по формуле |
(Х,42). График |
AP=f(w) |
|||||||||
|
|
|
|
для |
рассчитываемых |
переточных устройств пред |
||||||||||
|
|
|
|
ставлен на рис. 94. По графику определяют |
||||||||||||
|
|
|
|
скорость движения газа в трубе переточного |
||||||||||||
|
|
|
|
устройства: 0,47 м/с для первого и 0,6 |
м/с для |
|||||||||||
|
|
|
|
второго |
устройства. |
Принимая |
отношение |
|||||||||
|
|
|
|
^тр/Дотв — 1,15, |
получают |
следующие скорости |
||||||||||
|
|
|
|
движения газа в отверстии переточных устройств: |
||||||||||||
|
|
|
|
0,54 |
м/с для |
первого |
и |
0,69 м/с для второ |
||||||||
|
|
|
|
го устройства. Определяют числа Архимеда |
для |
|||||||||||
|
|
|
|
условий входа противоточного газа: |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Arj = |
9,81 |
(5,76-10-3)3 |
2500 |
|
330000 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(93-10"3)2 |
|
0,4 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Аги = 9,81- |
(5,76-103)3 |
1500 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
(110-10-в)2 |
‘ 0,76 =287 000 |
|||||||||
Рис. 94. К расчету |
ско |
По формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
рости движения |
газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в трубе |
|
переточного |
|
|
|
|
|
ReKp = |
0 ,16Аг°>63 |
|
|
|
||||
устройства |
для извест |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
няка (7) |
и извести |
(2). |
находят критические скорости зависания, оказа |
|||||||||||||
для первого и |
|
|
вшиеся равными 18,7 и 8,2 м/с соответственно |
|||||||||||||
второго устройств. |
По формуле |
(X ,41) |
определяют и, рав |
|||||||||||||
ные для рассчитываемого случая щ = |
0,99 и0 и иц = 0,96 |
и0. |
Поскольку |
для |
||||||||||||
диаметра выходного отверстия |
200 мм масса |
истекающего материала |
в |
сво |
||||||||||||
бодных условиях составляет 110 000 |
кг/ч, ясно, что переточные |
устройства |
||||||||||||||
обеспечат |
передачу |
требуемого |
количества материала приблизительно с трой |
|||||||||||||
ным запасом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
218
Расчет предельно минимального расхода тепла
Основное отличие печей КС от печей других типов (с точки зре ния определения предельно минимального расхода тепла) заключает ся в специфике температурного режима. Температура по камерам изменяется скачкообразно, причем перепад температур между каме рой обжига и последней камерой подогрева составляет ~150°С. В результате в камеру обжига может поступать недогретый материал, а температура отходящих газов обычно превышает температуру дис социации СаС03. Оба эти фактора приводят к увеличению расхода тепла в зоне обжига, однако, вследствие более высокого значения водяного эквивалента у газового потока, потери тепла с газами пре вышают расход тепла на догрев материала. Именно поэтому следует стремиться работать с более низкой температурой в зоне обжига.
Другой отличительной особенностью печей КС является наличие горячего циклона, в котором отделяется пылевидная окись кальция из газового потока (10—12% от общего производства). Потери тепла с горячей пылью достигают заметной величины: при температуре 950 °С и 10%-ном уносе они составляют 23-4,19 кДж/кг СаО.
Ввиду того что печь КС оборудуется наружным переточным устройством для материала и горячим циклоном, потери в окружаю щую среду у нее будут выше, чем у шахтной печи. Оценим минималь но достижимые потери в 20-4,19 кДж/кг СаО против 15-4,19 кДж/кг СаО у шахтных.
Потери тепла с выгружаемой из печи известью примем'Хшнимальными, как для шахтных и вращающихся трубчатых печей. Несмотря на то что в настоящее время еще нет надежных конструктивных ре шений для камеры охлаждения печи КС, обеспечивающих соответ ствующее охлаждение извести, создание их принципиально возмож но, и это должно быть учтено.
Показатели температурного режима процесса и статьи расхода тепла в зоне обжига приведены в табл. 33, а показатели зоны подо грева— в табл. 34. Таким образом определены минимально дости жимые потери тепла с отходящими газами, минуя расчет числа ка мер подогрева, что очень удобно для печей КС.
Сопоставим тепловой баланс работающей печи (см. табл. 34) с ре зультатами расчета по предложенной методике.
Суммарный расход тепла в зоне обжига
(759 + 35 + 69 + 30) 4,19 = 893-4,19 кДж/кг
где 35 ккал — потери тепла в окружающую среду в зоне обжига и охлаждения, а остальные 36 теряются в трех камерах подогрева и могут быть приплюсованы к потерям тепла с отходящими газами.
Вынос тепла дымовыми газами в зону подогрева составит:
893-0,68-4,19 = 607-4,19 кДж/кг
Потери тепла с отходящими газами будут равны: 376-4,19 кДж/кг.
219