Расчет вращающейся печи для изготовления керамзита (стр. 5 из 8)

Переработка глинистого сырья является комплексным мероприятием. Она начинается еще на карьере при добыче и кончается при формовании гранулированного сырца.

Прототипом упрощенного специального оборудования для переработки и грануляции разнотипных глинистых пород по пластическому способу являются перерабатывающие и формующие дырчатые вальцы, вальцы тонкого помола с расстоянием между валками до 1 мм и глиномешалки. Более сложными и металлоемкими являются бегуны и кирпичеделательные прессы.

Комплект механизмов для переработки и приготовления гранулированного полуфабриката может в основном состоять: для неоднородного по составу пластичного, рыхлого сырья из ящичного подавателя, вальцов грубого помола, глиномешалки, кирпичеделательного пресса или дырчатых вальцов, для неоднородного вязкого пластичного сырья - из ящичного подавателя, вальцов грубого помола, вальцов тонкого помола, глиномешалки, кирпичеделательного пресса или дырчатых вальцов. Если глинистое сырье из-за неоднородности состава, высокой вязкости, плотности и плохой размокаемости требует более тщательной переработки, гомогенизации, то дополнительно применяют перерабатывающие дырчатые вальцы или бегуны мокрого помола.

2. Расчет теплового баланса вращающейся печи

2.1 Устройство вращающейся печи для обжига керамзитового гравия

Керамзитовый гравий в большинстве случаев обжигают в однобарабанных вращающихся печах. Корпус печи выполнен в виде цилиндра из листового металла, который установлен на роликовых опорах под определенным углом к горизонту. Изнутри корпус печи футерован огнеупорными материалами. Во вращательное движение печь приводится при помощи электродвигателя и редуктора посредством пары шестерен, подвенцовой и венцовой, последняя из которых насажена на корпус печи.

Печь имеет загрузочные и разгрузочные устройства. Она загружается сырцом через загрузочный лоток, который смонтирован на корпусе осадительной камеры вместе с механизмом очистки. Разгрузочная часть печи имеет специальную откатную головку, предназначенную для уплотнения выходного торца печи и для установки форсунки или горелки, а также приема готового материала. Охлаждение обожженного керамзита осуществляется в холодильнике до температуры 60-80 °С, который соединяется с откатной головкой печи.

2.2 Сырье для производства керамзитового гравия

В производстве керамзита используют легкоплавкие глинистые породы, которые способны при быстром обжиге вспучиваться. Содержание отдельных оксидов в хорошо вспучивающемся глинистом сырье находится в следующих пределах, %:

SiO₂ 50... 55; Аl₂О₃ 15...25; Fe₂0₃+FeO 6,5... 10; СаО до 3; MgO до 4; Na₂0+K₂0 3,5...5.

Температура вспучивания должна быть не более 1250 °С, а интервал вспучивания - не менее 50 °С.

2.3 Методика составления теплового баланса вращающейся печи

Тепловой баланс вращающейся печи для обжига керамзита составляют по следующей схеме.

Приходные статьи баланса:

1.Теплота от горения топлива.

2.Физическая теплота, вносимая топливом.

З.Теплота, вносимая сырцом.

4.Физическая теплота первичного воздуха, подаваемого к топливосжигающему устройству.

5.Физическая теплота вторичного воздуха, поступающего в печь из холодильника.

6.Физическая теплота воздуха, подсасываемого через неплотности головки печи.

Расходные статьи баланса

1.Расход тепла на испарение влаги.

2.Расход тепла на химические реакции.

З.Потери тепла с керамзитом на выходе из печи.

4Лотери тепла в окружающую среду.

5.Потери тепла с отходящими газами.

6.Потери тепла с химическим недожогом.

Конечной целью расчета теплового баланса является определение расхода топлива, сжигаемого за 1 час работы печи, и его удельного расхода на 1 кг полученного керамзитового гравия. Для этого на основании статей прихода и расхода тепла составляют общее уравнение теплового баланса, из которого находят искомые величины.

2.4 Расчет теплового баланса вращающейся печи

Прежде чем приступить к расчету теплового баланса печи, необходимо произвести дополнительные вычисления, результаты которых понадобятся в дальнейшем. В качестве топлива для печей могут использоваться мазут, природный или попутный газ. При расчете процессов горения определяют количество воздуха, необходимого для полного сжигания топлива и количество образующихся продуктов горения. Процесс горения рассчитывают независимо от количества сжигаемого топлива, поэтому количество воздуха, необходимое для горения, и объем дымовых газов, образующихся в результате сжигания топлива, определяют на единицу массы жидкого топлива и на единицу объема газообразного топлива, т.е. выражают в нм³/кг или нм³/нм³ топлива. Рассмотрим примеры расчета жидкого топлива- мазута.

Расчет горения мазута

Задание. Определить теплопроводность, объем воздуха и количество образующихся продуктов горения при сжигании мазута в туннельных печах для обжига кирпича. Мазут имеет горючую массу следующего состава, %:

C^r	H^r	S^r	N^r	O^r	∑
87,2	11,7	0,5	0,4	0,2	100

Содержание золы A^r= 0,1%, содержание влаги W^r= 2%.

Произведем пересчет горючей массы топлива на рабочую:

;

и т. д.;

S^p=0,49; N^p=0,39; O^p=0,19.

Состав рабочего топлива, % по массе:

C^р	H^р	S^р	N^р	O^р	А^р	W^р	∑
85,4	11,45	0,49	0,39	0,19	0,2	2	100

Теплоту сгорания топлива определяем по формуле(1):

Теоретически необходимое для горения количество сухого воздуха при коэффициенте избытка

определяется по формуле:

Где С^р, Н^р, О^р, S^р- содержание в рабочем топливе соответствующих элементов, %.

Атмосферный воздух содержит некоторое количество влаги, которое можно выразить влагосодержанием d г/кг сухого воздуха. Поэтому объем влажного атмосферного воздуха будет больше, чем рассчитанный выше. Для подсчета количества влажного атмосферного воздуха со значением d=10 г/кг сухого воздуха воспользуемся формулой:

Действительное количество воздуха при коэффициенте избытка в корне факела

Сухого воздуха

;

Атмосферного воздуха

Количество и состав продуктов полного горения при коэффициенте

находим по формулам:

Всего сухих газов:

Общее количество продуктов горения при

Процентный состав продуктов горения при

;

Сумма продуктов горения 100%.

Таблица 1 – Материальный баланс процесса горения мазута

Приход	кг	%	Расход	кг	%
Топливо-мазут	100	5,84
Воздух:	Продукты горения:
О₂=100 12,444 0,21 1,429	373,43	21,7	СО₂=100 1,584 1,977	313,16	18,21
N₂=100 12,444 0,79 1,251	1229,83	71,53	Н₂О=100 1,506 0,804	121,08	7,04
Н₂О=100 12,444 0,0016 10 0,804	16	0,93	N₂=100 9,834 1,251	1230,23	71,54
SO₂=100 0,00343 2,926	1	0,06
О₂=100 0,379 1,429	54,16	3,15
Невязка:
(100 0,37)/1719,63=0,02	0,37	0,02
Итого	1719,26	100	Итого	1719,63	100

Исходные данные