Вращающаяся печь с циклическими теплообменниками и декарбонизатором - Курсовая работа

В производстве многих строительных материалов основной технологической операцией, обеспечивающей необходимые качественные характеристики конечного продукта, является высокотемпературный обжиг исходных сырьевых смесей. Они представляют собой вращающийся на роликовых опорах металлический барабан с отношением длины к диаметру от 10 до 40, ось которого имеет небольшой уклон, обеспечивающий передвижение обжигаемого материала вдоль печи с необходимой скоростью. Сжигание топлива в пламенном режиме осуществляют непосредственно в печном пространстве нижнего горячего конца. Сырьевую смесь подают в противоположный холодный верхний конец печи. Двигаясь навстречу материалу, дымовые газы в противотоке отдают ему тепло, нагревая до температур, необходимых для завершения физико-химических процессов, обуславливающих необходимые свойства получаемого строительного материала.При сухом способе производства цемента известняковое сырье дробят в две стадии - в щековой дробилке, потом в молотковой дробилке. После этого помолотый известняк, глина и огарки совместно измельчаются в барабанной мельнице, после чего высушиваются с помощью дымовых газов, которые поступают из запечных теплообменников. Грубая фракция подвергается дополнительному измельчению, а тонкая фракция улавливается в циклонах и подвергается гомогенизации в смесительных силосах сырьевой муки. Сырьевая мука последовательно проходит обработку на нескольких ступенях циклонных теплообменников, нагревается, частично декарбонизируется, после чего поступает во вращающуюся печь, где из сырьевой муки формируется цементный клинкер.Для дальнейших расчетов необходимо пересчитать состав сухого газа, на состав влажного с учетом влажности 1% (по условию) по формуле Газ сжигается с коэффициентом расхода воздуха ?=1,05 (по условию). Воздух идущий для горения, подогревается до температуры 700 С (условие). Для газообразного топлива теплота сгорания определяется как сумма произведений тепловых эффектов составляющих горючих газов на их количество: Подставляем величины и находим, что: Расход воздуха на горение Действительный расход атмосферного воздуха при его влагосодержании d составит: Избыточное количество воздуха, введенное в печь будет составлять: Определяем объем продуктов горения.Теоретический расход сухого сырья на 1 кг клинкера составит: Где: п.п.п - потери при прокаливании в составе сырьевой смеси, в условии задания, %. Практический расход сухого сырья определяют с учетом безвозвратного уноса материала после очистки дымовых газов. При возврате всей уловленной пыли обратно в печь для удовлетворения санитарных норм по содержанию пыли в выбрасываемых газах он не должен превышать 0,1%. Отсюда практический расход сухого сырья составит: Расход влажного сырья: Где: W - влажность сырьевой смеси, %. Вычисляем также общее количество уноса материала из печи: Где: n - доля уносимого сырья, для печи 4,5x85м принимаем 15.Тепловой баланс может быть составлен для всей установки, включая холодильник, для печи без холодильника, или включая часть холодильника (в случае колосникового холодильника с выбрасыванием части нагретого воздуха в атмосферу), нагретый воздух из которых поступает в печь в качестве вторичного. Варианты отличаются температурами выходящего клинкера и поступающего воздуха, а также величиной потерь в окружающую среду и должны быть указаны в задании. При составлении баланса печи без холодильника температуру поступающего в печь воздуха или по опытным данным, или рассчитывают, исходя из теплосодержания, выходящего из печи клинкера и теплового КПД холодильника. Баланс составляют на 1 кг клинкера. Тепло теряемое с клинкером, покидающее печьМатериальный баланс установки составляют на 1 кг клинкера, используя данные их материальных балансов топлива и сырья.Статьи баланса Приход материалов: Кг % Сырьевая смесь 1,5605 1,93 Топливо b 0,104 3,46Затем определяем их плотность при нормальных условиях (p0) и температуре отходящих газов (pt): Где: тун - температура отходящих газов 300С Часовой выход газов составит Далее определяем концентрацию пыли в газах на выходе из печи: Так как полученное значение превышает нормы, необходимо установить дополнительные пылеулавливающие устройства. Таким образом, конечная концентрация пыли в газах составит: что меньше нормы, не должна превышать 80 мг/м3. Учитывая, что скорость движения в электрофильтре 1,-1,5 м/с рассчитаем по часовому объему отходящих газов, размер площади активного сечения электрофильтра: Где: Vr - скорость движения газов в электрофильтре.Основные ее параметры сечение Sr и диаметр выходного отверстия Dr рассчитывают исходя из скорости выхода газа ?0 =300 м/с, по формуле: Потребное давление газа, мазута и воздуха для подачи соответствующего топлива в печь рассчитывают по потребному скоростному напору с запасом 20%.Где: К - доля топлива сжигаемого в декарбонизаторе ~ 0,5Теплосодержание газов, поступающих с систему теплообменников и отдающих тепло в них при температуре выхода из них 300С, составит: Определим температуру газов для этого теплосодерж

Содержание

Введение

Задание

1. Теплотехнические расчеты цементной вращающейся печи. Сухой способ производства

1.1 Расчет горения топлива

1.2 Материальный баланс по сырью

1.3 Теоретические затраты тепла

1.4 Тепловой баланс печи и определение удельного расхода топлива на обжиг клинкера

1.5 Материальный баланс установки

1.6 Расчет производительности печи

1.7 Выбор пылеосадительных устройств

1.8 Топливосжигающие устройства

1.9 Определение размеров декарбонизатора

2. Специальный расчет - циклонный теплообменник

2.1 Состав и количество газов по участкам

2.2 Определение размеров циклона

2.3 Аэродинамический расчет установки теплообменников

2.4 Аэродинамическое сопротивление трубопроводов

Заключение

Библиографический список

В производстве многих строительных материалов основной технологической операцией, обеспечивающей необходимые качественные характеристики конечного продукта, является высокотемпературный обжиг исходных сырьевых смесей. Такие операции обязательны в производстве вяжущих, керамических, стеклянных и других строительных материалов.

Одним из наиболее широко применяемых для этих целей печных агрегатов являются вращающиеся печи. Они представляют собой вращающийся на роликовых опорах металлический барабан с отношением длины к диаметру от 10 до 40, ось которого имеет небольшой уклон, обеспечивающий передвижение обжигаемого материала вдоль печи с необходимой скоростью. Внутренность барабана футерована соответствующими огнеупорными материалами. Сжигание топлива в пламенном режиме осуществляют непосредственно в печном пространстве нижнего горячего конца. Сырьевую смесь подают в противоположный холодный верхний конец печи. Двигаясь навстречу материалу, дымовые газы в противотоке отдают ему тепло, нагревая до температур, необходимых для завершения физико-химических процессов, обуславливающих необходимые свойства получаемого строительного материала.

Задание

Дано: вращающаяся печь 4,5x80 м с циклическими теплообменниками и декарбонизатором.

Таблица1 Топливо: газ Кумертау

CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 N2 CO2 P, Кг/м3

81,7 5,3 2,9 0,9 0,3 8,8 0,1 0,8790

Таблица 2 Состав сухого газа: Химический состав сырья, % п.п.п S A F C M Сумма

35,24 14,27 3,22 2,68 42,72 0,92 100,00

Таблица 3 Минералогический состав клинкера, %

C3S C2S C3A C4AF

58 20 6 13

1. Влажность муки Wc=1%

2. При расчете горения топлива принять: Wp=1%, ?=1,05, температура подогрева воздуха: 700 С

3. При расчете установки совместно с горячей камерой холодильника: - Температура окружающей среды 15 С

- Клинкера из горячей камеры 210 С

- Отходящих печных газов 300 С

- Топлива 0 С

7. Подсос в теплообменнике 15%

1. Рассчитать горение топлива;

2. Тепловой расчет печи;

3. Спец расчет: циклонный теплообменник

4. Графика: общий вид печной установки.