![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •О. С. Ломова расчет массообменных установок нефтехимической промышленности
- •Часть 2
- •Рецензенты: е. О. Захарова, к.Т.Н., доцент ОмГпу, зав. Кафедрой «Технологии и методики преподавания технологии»;
- •Оглавление
- •Глава 1. Адсорбционная установка
- •Глава 2. Расчет сушильной установки
- •Введение
- •Глава 1. Адсорбционная установка
- •1.1. Процесс адсорбции
- •1.2. Расчет адсорбционной установки с псевдоожиженным слоем адсорбента
- •Задание на проектирование
- •Основные условные обозначения
- •1.2.1. Определение скорости газового потока
- •1.2.2. Определение расхода адсорбента
- •1.2.3. Определение объемного коэффициента массопередачи
- •1.2.4. Определение общего числа единиц переноса
- •1.3. Расчет адсорбционной установки периодического действия с неподвижным слоем адсорбента
- •Задание на проектирование
- •1.3.1. Построение изотермы адсорбции
- •1.3.2. Определение продолжительности стадии адсорбции
- •1.4. Расчет адсорбционной установки с движущимся слоем адсорбента Задание на проектирование
- •1.4.1. Расчет диаметра аппарата
- •1.4.2. Расчет скорости движения адсорбента
- •1.4.3. Расчет длины слоя адсорбента
- •1.5. Расчет ионообменной установки
- •Задание на проектирование
- •1.4.1. Расчет односекционной катионообменной колонны
- •Уравнение изотермы сорбции
- •Скорость потока жидкости
- •Определение лимитирующего диффузионного сопротивления
- •Среднее время пребывания частиц ионита в аппарате
- •Высота псевдоожиженного слоя ионита
- •1.6 Характеристики адсорберов
- •1.6.1. Адсорберы с неподвижным слоем поглотителя
- •1.6.2. Адсорберы с движущимся слоем поглотителя
- •1.6.3. Адсорберы с псевдоожиженным слоем поглотителя
- •Глава 2. Расчет сушильной установки
- •2.1. Процесс сушки
- •Основные условные обозначения
- •Индексы
- •2.2. Расчет барабанной сушилки Задание на проектирование
- •2.2.1. Параметры топочных газов, подаваемых в сушилку
- •2.2.2. Параметры отработанных газов. Расход сушильного агента
- •2.2.3. Определение основных размеров сушильного барабана
- •К выбору рабочей скорости газов в сушильном барабане w
- •Опытные данные по сушке некоторых материалов в барабанных сушилках
- •Основные характеристики барабанных сушилок заводов «Уралхиммаш» и «Прогресс»
- •2.3. Расчет сушилки с псевдоожиженным слоем Задание на проектирование
- •2.3.1. Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки
- •2.3.2. Высота псевдоожиженного слоя
- •2.3.3. Гидравлическое сопротивление сушилки
- •Список используемой литературы
- •Приложения
- •Физические свойства воды (на линии насыщения)
- •Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении
К выбору рабочей скорости газов в сушильном барабане w
Размер частицы, мм |
Значение
w,
м/с, при
|
||||
350 |
1000 |
1400 |
1800 |
2200 |
|
0,3–2 Более 2 |
0,5 1–3 |
2–5 3–5 |
3–7,5 4–8 |
4–8 6–10 |
5–10 7–12 |
Для полидисперсных материалов с частицами размером от 0,2 до 5 мм и насыпной плотностью = 800–1200 кг/м3 обычно принимают скорость газов в интервале 2–5 м/с. В данном случае размер частиц высушиваемого материала от 1 до 2 мм, насыпная плотность 1200 кг/м3 [1]. Принимаем скорость газов в барабане w = 2,4 м/с. Плотность сушильного агента при средней температуре в барабане tcp= (300+100) / 2 = 200 °С практически соответствует плотности воздуха при этой температуре:
кг/м³.
При
этом
= 2,4∙0,747 = 1,8 кт/(м2·с),
что не нарушает справедливости уравнения
(2.17).
Частота вращения барабана обычно не превышает 5–8 об/мин; принимаем n = 5 об/мин.
Оптимальное заполнение барабана высушиваемым материалом для разных конструкций перевалочных устройств, различно. Наиболее распространенные перевалочные устройства показаны на рисунке 2.3. Для рассматриваемой конструкции сушильного барабана = 12 %.
Рис. 2.3. Типы перевалочных устройств, применяемых в барабанных сушилках, и степень заполнения барабана : 1 – подъемно-лопастного = 12 %; 2 – то же, = 14 %; 3 – распределительные, = 20,6 %; 4 – распределительные с закрытыми ячейками, = 27,5 %
Процесс сушки осуществляется при атмосферном давлении, то есть при Р0 = 105 Па. Парциальное давление водяных паров в сушильном барабане определим как среднеарифметическую величину между парциальными давлениями на входе газа в сушилку и на выходе из нее.
Парциальное давление водяных паров в газе определим по уравнению
(2.18)
Тогда на входе в сушилку
Па;
на выходе из сушилки
Па.
Отсюда
Па.
Таким образом, объемный коэффициент массоотдачи равен:
Движущую силу массопередачи определим по уравнению
(2.19)
где
– движущая
сила в начале процесса сушки, кг/м2;
– движущая
сила в конце процесса сушки, кг/м3;
– равновесное
содержание влаги на входе в сушилку и
на выходе из нее, кг/м3.
Средняя движущая сила Рср, выраженная через единицы давления (Па), равна:
(2.20)
Для
прямоточного движения сушильного агента
и высушиваемого материала
– движущая
сила в начале процесса сушки, Па;
– движущая
сила в конце процесса сушки, Па;
,
– давление
насыщенных паров над влажным материалом
в начале и в конце процесса сушки, Па.
Значения
и
определяют
по температуре мокрого термометра
сушильного агента в начале
и в конце
процесса сушки. По диаграмме I–х
найдем:
=57
°C,
=
56
°C;
при этом
= 17302
Па,
= 16500 Па [1].
Тогда
Па.
Выразим движущую силу в кг/м3 по уравнению (5.19):
кг/м³.
Объём сушильного барабана, необходимый для проведения процесса испарения с учетом объема всего сушильного аппарата, требуемого на прогрев влажного материала, определяется по уравнению (2.16):
м3.
Объем сушилки, необходимый для прогрева влажного материала, находят по модифицированному уравнению теплопередачи:
(2.21)
где
– расход тепла на прогрев материала до
температуры
,
кВт;
– объемный
коэффициент теплопередачи, кВт/(м3
К):
– средняя
разность температур, град.
Расход тепла равен:
(2.22)
кВт.
Объемный коэффициент теплопередачи определяют по эмпирическому уравнению [5]:
(2.23)
Вт/(м3
К) = 0,321 кВт/(м3К).
Для
вычисления
необходимо
найти температуру сушильного агента
,
до
которой он охладится, отдавая тепло на
нагрев высушиваемого материала до
.
Эту
температуру можно определить из уравнения
теплового баланса:
(2.24)
откуда tx = 269 °C. Средняя разность температур равна:
(2.25)
ºС.
Подставляем полученные значения в уравнение (2.21):
м³.
Таблица 2.3