Проект барабанной сушилки обогреваемой воздухом для сушки известняка

Министерство  образования и науки Российской Федерации

 

ФГБОУ ВПО «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Факультет:  Переработки природных соединений

Кафедра:  Промышленной экологии, процессов и аппаратов химических производств

 

 

 

 

ПРОЕКТ БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ ОБОГРЕВАЕМОЙ ВОЗДУХОМ ДЛЯ СУШКИ ИЗВЕСТНЯКА

 

Пояснительная записка

(ПЭ ПАХП.000000.000.ПЗ)

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:

_____________       

       ^{(подпись)}

 

________________________

                                                                                                                                                         ^{(оценка, дата)}

 

Выполнил:

Студент группы      

___________                   .

                                                                                                                                                                        ^{(подпись)}

________________________

                                                                                                                                                                             ^(дата)

 

 

 

 

 

Красноярск 2011

Содержание

 

 

 

 

Реферат

 

В курсовом проекте  приведены результаты расчеты барабанной сушилки для сушки известняка, теплообменников и вспомогательного оборудования, графическое оформление установки путем использования действующих ГОСТов, нормалей и справочной литературы. Приводятся технико-экономические обоснования выбора той или иной аппаратуры и схемы работы. Рассчитанный диаметр барабана 1,5 м., длина 8м.

Курсовой проект содержит расчетно-пояснительную записку, состоящая  из 27 листов, 1 рисунок, 4 литературных источника и графическую часть из 2 листов формата А1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В технике сушке подвергается множество материалов, различающихся химическим составом, дисперсностью и структурой, адгезионными  свойствами и термочувствительностью,  содержанием и формой связи влаги с материалом и другими свойствами. В химической промышленности процессы массо - и теплопереноса при сушке иногда осложняются протекающими одновременно химическими реакциями.

В связи с  этим выбор рационального способа  сушки, типа сушильной установки  и конструкции сушильного аппарата представляет собой сложную технико-экономическую задачу.

Барабанные  сушилки. Эти сушилки широко применяются  для непрерывной сушки при  атмосферном давлении кусковых, зернистых  и сыпучих материалов (минеральных  солей, фосфоритов и др.)

Барабанная  сушилка имеет цилиндрический барабан, установленный с небольшим наклоном к горизонту (1/15—1/50) и опирающийся с помощью бандажей  на ролики. Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу  и редуктор. Число оборотов барабана обычно не превышает 5 — 8 об/мин; положение его в осевом направлении фиксируется упорными роликами. Материал подается в барабан питателем, предварительно подсушивается, перемешиваясь лопастями  приемно-винтовой насадки, а затем поступает на внутреннюю насадку, расположенную вдоль почти всей длины барабана. Насадка обеспечивает равномерное распределение и хорошее перемешивание материала по сечению барабана, а также его тесное соприкосновение при пересыпании с сушильным агентом — топочными газами.

Газы и материал особенно часто движутся прямотоком, что помогает избежать перегрева материала, так как в этом случае наиболее горячие газы соприкасаются с материалом, имеющим наибольшую влажность. Чтобы избежать усиленного уноса пыли с газами последние просасываются через барабан вентилятором  со средней скоростью, не превышающей 2— 3 м/сек. Перед выбросом в атмосферу отработанные газы очищаются от пыли в циклоне. На концах барабана часто устанавливают уплотнительные устройства (например, лабиринтные), затрудняющие утечку сушильного агента.

У разгрузочного  конца барабана имеется подпорное устройство в виде сплошного кольца или кольца, образованного кольцеобразно расположенными поворотными лопатками (в виде жалюзи). Назначение этого кольца — поддерживать определенную степень заполнения барабана материалом; как правило, степень заполнения не превышает 20%. Время пребывания обычно регулируется скоростью вращения барабана и реже — изменением угла его наклона. Высушенный материал удаляется из камеры  через разгрузочное устройство, с помощью которого герметизируется камера  и предотвращается поступление в нее воздуха извне. Подсосы воздуха привели бы к бесполезному увеличению производительности и энергии, потребляемой вентилятором.

Устройство  внутренней насадки барабана зависит  от размера кусков и свойств высушиваемого  материала.

Подъемно-лопастная насадка используется для сушки крупнокусковых и склонных к налипанию материалов, а секторная насадка — для малосыпучих и крупнокусковых материалов с большой плотностью. Для мелкокусковых, сильно сыпучих материалов широко применяются распределительные насадки. Сушка тонкоизмельченных, пылящих материалов производится в барабанах, имеющих перевалочную насадку с закрытыми ячейками. Иногда используют комбинированные насадки, например, подъемно-лопастную (в передней части аппарата) и распределительную.

Типы промышленных барабанных сушилок разнообразны: сушилки, работающие при противотоке сушильного агента и материала, с использованием воздуха в качестве сушильного агента, контактные барабанные сушилки и  др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет сушильной камеры

1.1  Количество влаги, испаряемой за час, определяется формулой (1), кг/ч

 

                                                                                           (1)

 

где производительность по исходному материалу;

       начальная влажность материала;

       конечная влажность материала;

 

Подставляем известные  значения  в формулу (1) и получаем

 

1.2  Количество материала, высушенного за час, определяется формулой (2), кг/ч

 

                                                                                                   (2)

 

Подставляем известные значения в формулу (2) и получаем

 

1.3 Размеры сушильного барабана

 

Объем барабана определяется формулой (3),

 

                                                                                                          (3)

 

Подставляем известные значения в формулу (3) и получаем

 

                                         

 

Отношение длины барабана к диаметру должно быть  3,5 7;

принимают    Диаметр барабана находят из соотношения

 

                                                            (4)

 

                                                             (5)

 

Длина барабана определяется по формуле (6), м

 

                                                                                      (6)

 

По нормам завода «Прогресс»  выбирают сушильный барабан с  диаметром d=1500 и длиной L=8000 м. (Приложение В5[2])

1.4  Число оборотов барабана определяется по формуле (7), об/с

 

                                                                                                  (7)

где  а – опытный коэффициент;

       тангенс угла наклона барабана;

       время пребывания материала в барабане, с.

 

Время пребывания материала в барабане определяется по формуле (8), мин

 

                                                                                                    (8)

 

где  средняя масса материала, проходящего через барабан;

      коэффициент заполнения барабана;

      средняя насыпная плотность материала.

 

                                     (9)

 

 

 

Подставляем известные значения в формулу (8) и получаем

 

 

Барабаны имеют угол наклона  к горизонту  принимают

 

Подставляем известные значения в формулу (7), получаем

 

                                          (10)

 

 где  1,2 – коэффициент  для подъемно-лопастной насадки.

1.5  Потери тепла в окружающую среду определяются по формуле (11), Вт

 

                                                                                        (11)

 

где  боковая поверхность барабана,

       температура стенки барабана с внешней стороны, ;

       температура окружающей среды,

       коэффициент теплоотдачи от стенки барабана в окружающую       среду, , определяется по формуле (12)

 

                                                                                                  (12)

 

где  коэффициент теплоотдачи за счет вынужденной конвекции окружающей среды относительно наружной поверхности вращающегося барабана,

коэффициент теплоотдачи излучением,

 

Принимают и определяют режим движения окружающего воздуха относительно наружной поверхности барабана:

 

                                                                                                  (13)

где   относительная скорость движения  воздуха;  

l=d=1,6 м – в данном случае определяющий размер с учетом возможной толщины тепловой изоляции;

плотность воздуха при 20 ;

 

вязкость воздуха при  20 (Рис. VI[2]).

 

Плотность воздуха находится  по формуле  (14), 

 

                                                                   (14)

 

Относительную скорость движения воздуха находим по формуле (15), м/с

 

                                                                                                  (15)

                                                       

 

Подставляем известные  значения в формулу (15), получаем

 

Подставляем известные значения в формулу (13) и получаем

 

1.6 Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана в окружающую среду за счет вынужденной конвекции

 

                                                                                        (16)

 

где (при Re=26392,  ).

Подставляем известные значения в формулу (16) и получаем

 

 

Определяем  коэффициент теплоотдачи за счет вынужденной конвекции окружающей среды относительно наружной поверхности  вращающегося барабана по формуле (17),

 

                                                                                                  (17)

 

где  теплопроводимость воздуха при 20 (Таб. XXX[2]).

Подставляем известные  значения в формулу (17) и получаем

 

 

Определяют коэффициент  теплоотдачи излучением, по формуле (18),

                                                                            (18)

 

где  коэффициент лучеиспускания абсолютного тела; 

      степень черноты для поверхности покрытой, черной краской.

Подставляем известные  значения в формулу (18) и получаем

 

Подставляем известные  значения в формулу (12), получаем 

  

 

Определяют необходимую  толщину слоя изоляции. В качестве изоляционного материала выбирают шлаковую вату с 

Поверх изоляции толщиной имеется кожух из листового железа ( ), покрытый масляной краской. Толщина стенки барабана Можно принять и Здесь и - температура внутренней и наружной сторон стенок барабана; и температура стенок защитного кожуха.