2.2 Сушильные установки для кусковых и сыпучих материалов

Для сушки кусковых и сыпучих материалов приме­няют разнообразные сушильные установки. ИЗ форму­лы Ньютона известно, что количество испаренной влаги из материала qт пропорционально поверхности испаре­ния qт=f(F). Следовательно, для кусковых и сыпучих материалов необходимо применить такой способ суш­ки, чтобы каждая частица или кусок материала омыва­лись со всех сторон сушильным агентом. В этом случае при прочих равных условиях эффективность сушки бу­дет максимальной.

Барабанные сушильные установки. Барабанные конвективные сушилки наиболее широко применяются в промышленности строительных изделий. Они просты в обращении, экономичны и надежны в эксплуатации. Ба­рабанная сушильная установка состоит из вращающегося стального барабана, установленного под углом 4-6⁰ к горизонту. Барабан снабжен венцо­вой шестерней, через которую осуществляется его вращение, и двумя опорными бандажами. Бандажи при вращении барабана катятся по неподвижным роли­ковым опорам и исключают возможность передвиже­ния барабана в продольном направлении. Торцы бара­бана с помощью уплотнительных колец укреплены в двух камерах. Первая камера служит для подачи материа­ла, которая осуществляется через течку питателем. Через вторую камеру отбирается высушенный материал, ко­торый через затвор попадает на конвейер готовой продукции.

Обе камеры одновременно предназначены для по­дачи и отбора сушильного агента. При работе бараба­на методом прямотока сушильный агент и материал передвигаются в одном направлении, подача сушильно­го агента, осуществляется в первую камеру, а отбор отработанного сушильного агента через вторую камеру. При работе барабана методом проти­вотока сушильный агент сначала подается во вторую камеру, а отби­рается уже через первоначальную камеру, движение материала остается прежним. Сушильный агент - теплоноситель готовится в выносной топке посредством сжигания топлива, по­даваемого через горелку, и воздуха на горение вен­тилятором, продукты горения топлива попадают в смесительную камеру, где через окно разбавляются холодным воздухом. Подготовленные и разбавленные воздухом про­дукты горения топлива - сушильный агент, подаются в первую камеру и поступают в сушильный барабан, где ассими­лируют влагу материала. Отработанный сушильный агент отбирается из камеры и поступает на очистку в батарейный циклон. После очистки отработанный сушильный агент вентилятором выбрасывается в ат­мосферу. Для более тщательной очистки отработанного сушильного агента во избежание загрязнения окружа­ющей среды применяют двухстадийную очистку, для че­го устанавливают последовательно второй батарейный циклон либо рукавный фильтр.

3 Описание принятой технологической схемы

3.1 Расчет барабанной сушилки на топочных газах

Количество влажного материала, который поступает на сушение за час, кг:

( 3.1.6 )

Количество материала, высушенного за час, кг:

( 3.1.7 )

Количество влаги, выпаренной за час, кг:

( 3.1.8 )

Теплообразовательную способность топлива определяют за формулой Д.И. Менделеева, кДж/кг:

( 3.1.9 )

Где содержание соответствующих элементов в топливе, в процентах. Определяется по видутопливав задаче.

Количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива, кг/кг топлива:

( 3.1.10 )

Вычисление коэффициента излишка воздуха. Содержимое газов и пары при входе в барабан на 1 кг топлива с коэффициентом излишка воздуха , кг:

( 3.1.11 )

+ ( 3.1.12 )

*( ( 3.1.13 )

( 3.1.14 )

2* =0,006 ( 1.1 )

Коэффициент излишка воздуха определяем из уравнение теплового баланса топки и камеры смешивания, составленного на 1 кг топлива что сжигается, ( тепло, внесенноетопливом, не учитываем ):

( 3.1.15 )

Где теплоемкость воздуха перед входом в топкую, кДж/кг;

( 3.1.16 )

где теплоемкость воздуха,

1+* ( 3.1.17 )

где теплоемкость газов при входе в барабан, кДж/кг.

Среднюю теплоемкость топочного газа определяем за формулой:

( 3.1.18 )

где = 1,038 кДж/кг;= 2,030 кДж/кг;= 0,937 кДж/кг;=

1,07 кДж/кг;= 1,428 1,07 кДж/кг;.

Потери тепла в топке и камере сжигания от химической и механической неполноты сжигания в окружающую среду, кДж/кг:

= 0,12 ( 3.1.18 )

Подставив найденые составляющиевуравнение:

н+* ( 3.1.19 )

н+*= ( 3.1.20 )

23227,27+α*7,87*21,84=(1,57+8,34*α)650+2787,27

5249,12α=19419,5

и решение его относительно находим количество тепла.

Содержание водных паров в газах при входе в сушилку на 1 кг топлива, кг влаги/ кг топлива:

Содержание сухих газов, получаемых из 1 кг топлива что сжигается, кг влаги /кг топлива:

Влагосодержание газов на 1 кг сухого газа при , кг влаги/кг сухого воздуха:

( 3.1.21 )

Теплосодержание газов определяем за І – х – диаграммой при .

Для изображения на І-х - диаграмме реального процесса сушения, который происходит в сушилке ( с учетом потерь тепла), определяем потери:

( 3.1.22 )

( 3.1.23 )

где теплоемкость воды (4,19 кДж/кг ).

Расход тепла на подогревание материала, кДж/кг влаги:

( 3.1.24 )

где – теплоемкость сухого материала.

Потери тепла сушилкой в окружающую среду принимают равным 5% полезно израсходованного тепла, кДж/кг влаги:

( 3.1.25 )

=-1887,13 ( 3.1.26 )

( 3.1.27 )

( 3.1.28 )

по діаграмі визначаємо Х₂

Х₂=0,1кг/кг

Удельный расход сухих газов на 1 кг испаренной влаги , кг/кг:

( 3.1.29 )

Расхода сухих газов, кг/ч:

L= ( 3.1.30 )

Расхода топлива, кг/ч:

( 3.1.31 )

Расхода топлива на 1 кг испаренной влаги, кДж/кг:

( 3.1.32 )

находим по диаграмме согласно данному процессу сушки

Расчет размеров сушильного барабана:

Объем барабана, :

( 3.1.33 )

Принимаем тогда=3,49*,

( 3.1.34 )

Длина барабана, м:

*. ( 3.1.35 )

Согласно ГОСТ 11875-79 (табл.Ж.1) барабанная сушилка для данного процесса сушки будет иметь следующие размеры, диаметр - 2м и длина – 5,6м.