2. Методика расчета схемы измельчения

1. Исходные данные:

   0. Свойства исходного материала (известняк):

- крупность – 0,01 м;

- влажность W=3%;

- насыпная плотность γ=2700 кг/м³.

1.2. Параметры мельницы:

- диаметр D=3,7 м;

- длина L=8,5 м;

- объем V=91,3 м³;

- площадь поперечного сечения F=10,75 м²;

- критическая скорость вращения n_кр=22 об/мин;

- рабочая скорость вращения n=17,62 об/мин;

- степень заполнения шарами ψ=0,22 доли ед.;

- диаметр шаров d=0,04 м.

1.3. Параметры сушильного агента:

- расход V_с.а.=20000 м³/час;

- температура t=450 ºС.

1.4. Свойства измельченного материала:

- крупность (остаток на сите – 50 мкм) R₅₀=0,1 доли ед.

2. Расчет расхода вентилирующего агента в мельницу

2.1. Рассчитываем оптимальную скорость вентиляции мельницы по формуле:

, м/с (1.1)

2.2. Вычисляем оптимальный расход вентилирующего агента по формуле:

, м³/час (1.2)

2.3. Принимаем экономичную вентиляцию мельницы в объеме, составляющем 85% от оптимального, т.е.

; м³/час (1.3)

3. Расчет расходов пылегазового потока и подсосов воздуха по отдельным участкам схемы измельчения

3.1. Уточняем расход составляющих вентилирующего агента в мельницу, равного V_эк;

; (1.4)

где V_с.а. – расход сушильного агента (из топки), V_с.а.= 20000 м³/час:

V_сеп – расход воздуха с возвратом из сепаратора (вентилятор аэрожелоба), м³/час, V_сеп = 10000 м³/час;

V_рец – расход рециркулирующего агента (в контуре «вентилятор – мельница – сепаратор – 1-я ступень очистки в циклонах»), м³/час;

откуда:

V_рец=V_эк.- V_с.а.- V_сеп=170000-20000-10000=140000 м³/час;

3.2. Принимаем подсос воздуха на тракте «мельничный вентилятор – 1-я ступень газоочистки» в пределах разности между оптимальной и экономичной вентиляцией мельницы (Δ=200000-170000=30000 м³/час), таким образом получаем производительность мельничного вентилятора, равную оптимальному расходу вентилирующего агента (200000 м³/час).

3.3. Расход газа на вторую ступень газоочистки вычисляем по формуле:

V_{ІІ ступ}=V_вент - V_рец = 200000 – 140000 = 60000 м/час (1.5)

4. Расчет производительности мельницы

4.1. Определяем производительность мельницы в открытом цикле работы по формуле:

, (1.6)

где К_л.о. – коеффициент измельчаемости материала, равный К_л.о = 0,74R₅₀ + 0,21;

К_бр. – коеффициент формы брони (для волнистой неизношенной брони К_бр. = 1,0);

К_об – коэффициент использования оборудования (К_эк=0,8-0,9) – среднее 0,85;

П₁, П₂, П_др – поправочные коэффициенты на влажность, крупность и дробимость материала, равные соответственно 1,0; 1,0; 1,064.

4.2. Определяем производительность мельницы в замкнутом цикле работы по формуле:

(1.7)

;

при получаем т/час;

при получаем В_min = т/час.

Принимаем эксплуатационную производительность мельницы

5. Расчет параметров циркуляционного режима в контуре «мельница–сепаратор»

5.1. Определяем краткость циркуляции по формуле:

= 135/45 – 1 = 2. (1.8)

5.2. Определяем циркуляционную нагрузку на мельницу (возврат сепаратора) по формуле:

, (1.9)

.

6. Выбор воздушно–проходного сепаратора

6.1. Выбор сепаратора производим в зависимости от напряжения объема по воздуху V_м.в./V_сеп. Для этого воспользуемся графиком зависимости V_м.в./V_сеп. от остатка на сите R₉₀ (заданная в расчете крупность R₅₀ = 10 % соответствует примерно R₉₀, равной 8%). Имеем при R₉₀ = 8% напряженность по воздуху (рис. 1.2)

V_м.в.=200000 м³/час – объем газов, проходящих через сепаратор.

Откуда м³.

6.2. Для определения диаметра сепаратора строим график зависимости объема сепаратора от его диаметра (рис. 1.3) и определяем диаметр, соответствующий объему 74,2 м³. Это примерно 5,2 м.

Принимаем ближайший больший типоразмер, равный 5500 мм, объемом 91,8 м³. Он может пропустить объем газов:

V_max = 91,8·2700=248000 м³/час при заданной крупности материала.

Рис. 1.2. Зависимость от остатка на сите 90 мкм

Рис. 1.3. График зависимости объема сепаратора от его диаметра

7. Расчет системы пылеулавливания

7.1. Уточняем исходные данные:

а) объем очищаемого воздуха 170000 м³/час (V_эк.);

б) запыленность газов перед І группой циклонов

;

в) удельный вес пыли j=2,7 т/м³;

г) насыпной вес j_нас.=1,2 т/м³;

д) удельный вес воздуха j_в=1,285 кг/м³.

7.2. Расчет количества и диаметра циклонов І стадии газоочистки производим по формуле:

;

где D_ц – диаметр циклона, м

W – условная скорость прохождения газов через циклон, W = 3,5 м/с;

N – количество циклонов;

Откуда .

7.3. На основании этой формулы, составляем табл. 1.1, в которой показана зависимость количества циклонов от их стандартных диаметров. Согласно табл. 1.1 принимаем два циклона ЦН-15 диаметром 3000 мм. Фактическая скорость газов, проходящих через циклон

.

7.4. Расчет количества и диаметра циклонов ІI стадии газоочистки производим по формуле:

Составляем таблицу зависимости числа серийно выпускаемых циклонов и их диаметров. Согласно табл. 1.2. принимаем восемь циклонов D=1050 мм. Фактическая скорость газов проходящих через циклон

.

Таблица 1.1

Зависимость необходимого количества циклонов (N)

от их стандартных диаметров (D_ц)

Dц, м	1,85	2,15	2,35	2,65	3,0	3,25
N, шт	5,0	3,7	3,1	2,45	1,9	1,6