Сушильный аппарат непрерывного действия (стр. 6 из 8)

Выбор схемы установки и калориферов

Анализ результатов расчета, представленных в таблице показывает, что нам подходит только 2х-рядная калориферная установка, общей поверхностью 440,2 м2, с общим сопротивлением ∆руст=90Па; запас по поверхности составляет 22,2%.

4.2 Расчет и подбор конденсатоотводчиков

Для экономичной работы теплообменников поверхностного типа, в которых происходит нагрев теплоносителей за счет конденсации греющего пара, необходимо добиваться полной его конденсации. Недопустима работа теплообменника с неполной конденсацией пара, когда из аппарата отводится смесь конденсата с паром. При такой работе увеличивается расход греющего пара при неизменной теплопроизводительности установки. Пролетный пар из теплообменников увеличивает сопротивление и тем самым усложняет работу конденсатопроводов, повышает потери тепла. Для удаления из теплообменных аппаратов конденсата без пропуска пара применяют специальные устройства – кондесатоотводчики.

Расчет количества конденсата после калориферов

Из [2], стр.548, табл. LVII найдем удельную теплоту парообразования греющего пара заданного давления

Расход пара найдем исходя из тепловой мощности калориферной установки:

Рассчитаем количество образующегося конденсата с необходимым запасом:

Расчет параметров конденсатоотводчиков

Найдем давление пара перед конденсатоотводчиком, установленным в непосредственной близости от калорифера:

Примем давление в отводящем трубопроводе:

Определим перепад давления на конденсатоотводчике:

Из [8],стр.6, рис.2 определили коэффициент A, учитывающий температуру конденсата и перепад давления: А = 0,48

Вычислим условную пропускную способность:

Выбраем 4 термодинамических конденсатоотводчиков 45ч12нж из [8],стр.7, табл.2 с условным диаметром присоединительных штуцеров Dу=40мм, условным рабочим давлением Pу=1,6МПа, пробным давлением Pпр=2,4МПа, массой m =4,5кг, условной производительностью

.

4.3 Расчет и выбор транспортирующего устройства

В качестве транспортирующих устройств для подачи исходного материала отвода высушенного наиболее широко используются ленточные транспортеры (конвейеры). Они характеризуются широким диапазоном производительности, надежностью и простотой конструкции. Их использование позволяет осуществлять сбор высушенного материала сразу с нескольких выходов установки (из разгрузочной камеры, циклона и электрофильтра).

Применяют главным образом прорезиненные ленты, а также ленты из цельнокатаной стальной полосы.

Расчетными параметрами конвейера являются скорость движения и ширина ленты.

Требуемая производительность по влажному материалу составляет: Gн =13800 кг/ч.

Определим величину насыпного веса (кажущейся плотности) высушиваемого материала:

Выбрали из [9], стр.102, по ГОСТ 22644-77 транспортер с шириной ленты B = 400 мм = 0,4 м и скоростью движения

.

Приняли угол откоса материала 20°, которому из [9], стр.67, табл. 130 соответствует коэффициент с = 470

Приняли угол наклона транспортера 16°. Данному углу из [9], стр.129, соответствует коэффициент K = 0,90.

Из [9], стр. 130, определили необходимую ширину ленты транспортера:

Выбранная ширина ленты превосходит необходимую величину, значит выбранный транспортер способен обеспечить заданную производительность по влажному материалу.

Второй транспортер, установленный после сушильной установки, приняли таким же, поскольку производительность по сухому материалу несколько ниже, чем по влажному, и она точно будет обеспечена рассчитанным транспортером.

4.4 Расчет циклона

Унос частиц материала сушильным агентом может достигать значительной величины из-за высокой скорости движения воздуха в барабане и полидисперсности высушиваемого материала (наличие значительной фракции частиц, размер которых значительно меньше среднего диаметра частиц). Для улавливания пыли применяются различные способы сепарации частиц материала из газового потока. Одним из наиболее распространенных в химической промышленности для этих целей устройств являются циклоны. Действие этого аппарата основано на использовании центробежной силы: частицы материала, содержащиеся в газе, под действием этой силы отбрасываются к стенкам аппарата и под действием силы тяжести осыпаются в нижнюю часть циклона.

Расчет циклона основывается на данных о содержании пыли на выходе из барабана и распределении частиц высушиваемого материала по размеру. Эти данные получают непосредственно из испытаний установки. Поскольку такие данные отсутствуют, расчет циклона провели для запыленности «в разумных пределах» ~ 80 г/см3.

В связи с тем, что производительность установки по воздуху весьма значительна (соответствует ранее найденному значению объемного расхода отработанного сушильного агента на выходе из сушильного барабана

), приняли в качестве предполагаемой схемы пылеосадительного устройства сборку из восьми циклонов типа ЦН-15 из, [10], стр.43.

Коэффициент гидравлического сопротивления циклона при чистом газе из [10], стр.42

; поправочный коэффициент на принятую запыленность газа из [10], стр.38, табл.1 К2=0,90.

Коэффициент гидравлического сопротивления циклона по пыльному газу найдем из [10], стр.42:

Примем режим работы циклона из условия оптимальной работы циклона серии ЦН в пределах 50–100 м:

Определим условную скорость газа из [11], стр.18:

Влагосодержание воздуха на выходе из сушилки составляет:

Среднее парциальное давление водяных паров в отработанном воздухе определим по уравнению [5], стр.298, ф.(9.18):

,

где Масв=29 кг/кмоль – молярная масса воздуха, Mв=18 кг/кмоль – молярная масса воды.

Вычислим плотность воздуха, поступающего в циклон, из [5], стр.302:

,

где

- мольный объем при стандартных условиях, T0=273,15 K –стандартная температура.

Найдем требуемый диаметр циклонов в группе по [10], стр.25:

, где n=8 – число циклонов в сборке.

Принмем ближайший стандартный диаметр циклона D = 0,7 м. Проверим условную скорость из [10], стр.26:

Проверим режим работы циклона из [10], стр.8, ф.(1):

Режим работы соответствует оптимальному режиму. Найдем потери давления на циклоне:

Определим необходимые размеры циклонов из [11, стр.37, табл.4]: ширина входного патрубка

, высота входного патрубка, , высота цилиндрической части циклона , радиус циклона R2 = 0,35 м, радиус выхлопной трубы

Найдем число оборотов газового потока в циклоне по [10], стр.18:

Вычислим скорость во входном патрубке каждого из циклонов из [11], стр.19:

Определим из [2], стр.530, рис. VI коэффициент динамической вязкости воздуха

.

Определим предельный размер улавливаемых частиц из [10}, стр.11, ф.(6):