粘土烘干机课程设计

1、 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 1目录目录摘摘要要1英文摘英文摘要要2第第 1 章章 前前言言31.任务来源32.设计依据33.工艺流程的选择154.气候条件165.环境要求16第第 2 章章 产量及燃料燃烧的有关计产量及燃料燃烧的有关计 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 2算算171.烘干机的每小时产量172.燃料燃烧的有关计算17 2.1 单位燃料燃烧的空气需用量17 2.2 烟气生成量18 2.3 燃烧温度19第第 3 3 章章 粘土粘土烘干机的选型计烘干机的选型计算算19191.烘干机的物料平衡及热平衡计算20 1.1 确定水的蒸发量20 1.2求20 1.3 废气生成量 明德

2、至善明德至善 博学笃行博学笃行 3212.选定蒸发强度 A 值，确定烘干机容积 V 及烘干机的规格（DL）223.电机拖动功率复核234.烘干机热效率的计算245.废气出烘干机的流速246.根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置24 6.1 收尘设备选型24 6.2 总的收尘效率25 6.3CLT/A 型旋风收尘器原理和性能描述257.确定燃烧室及其附属设备25 7.1 燃烧室的型式选择26 7.2 计算炉篦面 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 4积26 7.3 计算炉膛容积26 7.4 计算炉膛高度26 7.5 燃烧室鼓风机鼓风量计算26第四章第四章 烟道阻力损失及烟囱计烟道阻

3、力损失及烟囱计算算27271.烟道计算27 1.1 烟气流速与烟道断面27 1.2 烟道总阻力及烟气温度计算272.烟囱高度计算303.烟囱的直径32 3.1 烟囱出口直 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 5径32 3.2 烟囱底部直径32第五章第五章 总总结结3232参考文参考文献献3434致致谢谢3535 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 13.53.5 吨吨/ /年粘土烘干机的设计年粘土烘干机的设计摘要：摘要：本课题设计的是 3.5 万吨/年粘土回转烘干机，粘土是生产水泥的主要原料，回转烘干机对粘土的烘干对水泥生产有重要的作用。针对课题设计采用顺流式烘干机，回转烘干机内部装置选择抄板

4、式，根据产量可以确定烘干器的规格。物料从进料口进入烘干机，烟气从相同的方向进入烘干机，对物料进行烘干。本设计用煤是从课本上提供的铜川烟煤对烟气进行计算，以确定废气量、功率。燃烧室选用层燃燃烧室，收尘设备选用旋风收尘器。关键词关键词：3.5 万吨/年矿渣 ， 顺流式 ，烘干机 ，收尘设备， 鼓风设备， 管路布置。 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 2The design of the 3.5 tons/year clay dryerEnglish abstract: This topic design the rotary dryer is 35000 tons/year clay, clay

5、 is the main raw material, the production of cement rotary dryers for the drying of clay of cement production has an important role. In view of the subject design USES th dryers, rotary dryer internal device select copy plate, according to the production can be sure of the specifications of the drye

6、r. Material from the inlet into the dryer, the direction of the flue gas from the same into the dryer, drying the supplies. This design coal from textbook provides tongchuan coal for calculation, the flue gas to determine the exhaust and power. Choose layer combustion chamber combustion chamber, the

7、 dust collecting equipment selection of cyclone dust collector. Key words: 35000 tons/year slag, th, dryers, dust collecting equipment, air blast equipment, piping layout. 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 3第一章第一章 前言前言1.任务来源年产量为 3.5 万吨的黏土，初水分为 25%（湿基），终水分为 2%（湿基），的干燥过程设备选取及工艺设计。2.设计依据物性：粘土的绝干比热容 0.94kJ/(kg) 14 物料离开

8、干燥器的温度 801 天然粉状粘土密度为 1.82-1.90(g/cmcmcm) 9 进烘干机高温混合气温度：tm1=9001 粉质粘土粒径小于 0.005mm。 8 出烘干机混合气温度：tm2=801 进料温度：201 出料温度：801煤粉的有关物性：煤粉的 =1.1-1.31 常温下煤的比热容为 1.26 kJ/ （kg K) 11 ./296. 13NmkJca1 ./36. 13NmkJcf1煤的工业.元素分析表1种类产地工业分析MarMadAadAdVdaf烟煤铜川1.620.7017.18-15.58种类产地元素分析CdafHdafQdafNdafSdaf烟煤铜川84.233.30

9、5.511.135.83低位放热量 Qnet（MJ/kg）28.45其它参数：燃烧室热效率一般为 75%左右1 水的比热容 4.19kJ/(kg)1 干燥器表面与环境之间的传热系数 k2505 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 17二2501.8三4002.5四7004.0200-50010干机新，改，扩建二-四1501.120015第二章第二章 产量及燃料燃烧的有关计算产量及燃料燃烧的有关计算1.根据给定的终水分 2%的物料年产量 3.5 万吨每年确定烘干机的实际每小时的产量 Gw2。)/(89.4845%)31 (85. 02436535000000)-K0(124365GG1W2hkg

10、2.燃料燃烧的计算 2.1 单位燃料燃烧的空气需用量基间的转换：17.6923.84100)18.177 . 0(100100)(100dafadadadCAMC53.6817.6970.010062.1100100100adadararCMMC71. 23 . 3100)18.1770. 0(100100)(100dafadadadHAMH68.271.270.010062.1100100100adadararHMMH52. 451. 5100)18.1770. 0(100100)(100dafadadadOAMO48.452.470.010062.1100100100adadararOMM

11、O93. 013. 1100)18.1770. 0(100100)(100dafadadadNAMN 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 1892.093.070.010062.1100100100adadararNMMN79. 483. 5100)18.1770. 0(100100)(100dafadadadSAMS74.479.470.010062.1100100100adadararSMMS02.1718.177.010062.1100100100araradadAMMA理论需氧量：)/(43.11004.22)3248.43274.4468.21253.68(1004.22)32324

12、12(302kgNmOSHCVoarararar理论空气量：)/(82.6)48.474.4(033.068.2267.053.68089.0)(033.0267.0089.02110032燃料kgNmOSHCVVararararOa实际空气量：)/(18.882.62.13燃料kgNmVVaa2.2 烟气生成量)/3(03. 748. 40263. 092. 0008. 074. 4033. 062. 10124. 068. 2323. 053.68089. 00263. 0008. 0033. 00124. 0323. 0089. 00kgNmONSMHCVarararararar)/(3

13、9. 882. 6)12 . 1 (03. 7)1(300kgNmVVVa（2）烟气的成分和密度)/(28.1100124.2253.681004.2212322kgNmCarVcoCO量为： 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 19)/3(32. 01004 .22)1862. 1268. 2(1004 .22)182(ar22kgNmMHVOHarOH量为：)/(03. 01004 .223274. 41004 .22323ar22kgNmSVSOSO量为：)/(46.6217943.12.11004.222892.021791004.222823022kgNmVoNVNarN量为：)/(

14、29. 043. 1) 12 . 1 () 1(30222kgNmVVOOO量为：)/(38.30)2809.77325 . 3644 . 0188 . 3443 .15(01. 001. 0,kmolkgMMigasxigas)/(36. 14 .2238.304 .220kmolkgMgas2.3 燃烧温度设进窑炉的煤和空气的温度均为 20 度，差表可知,./36. 13NmkJcf./296. 13NmkJca燃料的收到基低位放热量：)/(91.2597962.125)48.474.4(10968.2103053.6833925)(1091030339,煤kgKJMOSHCQararar

15、arararner05.312539. 820296. 118. 82036. 191.259791ctcvctcvtcQtthaaaffnetth1.6818003125.05,68. 1,1900/CtthCtth0th15.18603024319205.312531921800-1900t-1900实际温度：11.139515.186075.0thptt第三章第三章 粘土粘土烘干机的选型计算烘干机的选型计算 10 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 201.烘干机的物料平衡及热平衡计算1.1 确定水的蒸发量）（每小时水分蒸发量：hKgvvvGmww/07.148625-1002-2589

16、.48451001212假设厂址地区平均温度为环境冷空气温度 20 度，则011. 0%7000 x，1.2 求 干烟气水汽）（）（高温烟气湿含量：KgKgMHAVMHxVxarararaararafl/034.0%62.168.2902.17-182.62.1293.1%62.168.29011.082.62.1293.1)%9(1293.1)%9(293.11000)/(15.1837)%62. 168. 2902.17(182. 62 . 1293. 14782. 62 . 1293. 12036. 162. 168. 292591.2597975. 0)%9(1293. 1293. 1

17、1000干烟气）（热含量：kgkJMHAVIVtcQIarararaaffgrfl)(7525.11002519.41002510094.01001001001111为水的比热为石灰石绝干比热，wmwmwmccvcvcc09.198207525. 107.148689.48452019. 411121mwwwmcmGcq005. 1100219. 41002-10094. 01001001002222vcvccwmwm08.6409.19817.26217.26280005. 107.148689.4845122222mmmwmwwmqqqcmGq)/(73.6665. 208.64)/(65

18、. 207.1486609 .8222. 06 . 3)(9 .82122 . 214. 3,6 . 321kgkJqqkgkJqmDLFmtkFqlmll 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 21)/(59.1009)0236. 0333. 0(73.6624.1030)(1212干空气KgKgxxII23. 30236. 0333. 01112xxlm每小时干燥介质用量：)/(480023. 307.148611hkglmLmwm干混合气825. 0011. 00236. 00236. 0034. 0211Aflxxxxn混合比：当时，蒸发 1Kg 水的燃料消耗为：0 )/k(159.08

19、25.01%62.168.2902.17-182.62.1293.123.3)1)%(9(1293.1101水）（）（kggnMHAVlmarararamf）（每小时燃料消耗：hkgmmMwff/29.23607.1486159. 01.3 废气生成量)/(07.1486)/(14.2630825.011480011)/(86.2169825.01825.048001hkghkgnLhkgnnLiimm水汽：烟气：干空气：出口的废气为 80，则 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 22)/(74.7360854. 007.6286)/(07.628607.14864800)/(854. 029

20、33. 0%64.2300. 1%52.3405. 1%84.41%64.2334.52%84.41/2933. 0/05. 1/k00. 13/3333hNmmVhkgmLmmkgVVVmkgmkgmgiimwm平均密度，比例分别为三种物质在废气中所占水汽空气烟气水汽烟气空气2.选定蒸发强度 A 值，确定烘干机容积 V 及烘干机的规格（DL）几种回转烘干机水分蒸发强度 A 值（Kg/m3h） 2 粘土 1 粘土 2矿渣 石灰石水 分A 值水 分A 值水 分A 值水 分A 值1022 10 28.5 10 35 2 12.3 15 29 15 38 15 40 3 1

21、6.520 33 20 43 20 45 4 20.5 25 36 25 47 25 49 5 24.4 30 52 6 26.51.512 10 351022 10 28.5 10 35 2 10.5 15 29 15 38 15 40 3 15.320 33 20 43 20 45 4 17.2 25 36 25 47 25 49 5 22.8 30 52 6 22.52.212 10 33.71022 10 19.5 10 30 2 9.6 15 29 15 26 15 35 3 13.8 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 2320 33 20 32 20 37 4 17.9 25 3

22、6 25 39 25 39 5 21.5 30 40 6 23.62.418 10 34烘干机规格烘干物料初水分干料产量单位容积蒸发强度蒸发水量热耗10600028.560061101549003880054002038004390050701.512粘土2531004710004860101300028.5130058201510500381730515020830043196048002.212粘土2567004721404690101590019.51590603015130002621305360201100032258049802.418粘土251000039318047303222

23、m6 .45122 . 2414. 34122 . 2LDV，则烘干机容积定选取规格为根据产量可以由下表决3.电机拖动功率复核系数系数 k k 值值物料填充率 （%）00.25单筒回转烘干机的 k值0.0490.0690.0820.092 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 24kW4.383.6947.4122.2092.0Nm/kg3.6946.455)07.148689.4845(Vt )mG(h5min2.297)210200(5.25)210(190015.0120)vv200(Avv120tm/gk1900069.0k15.0(%)LnkDN33w2wm2121

24、3m3停停）（粘土密度查到为，则填充率为根据上表，假定取物料4.烘干机热效率的计算%5.63%10001.25979159.020-8089.12490%100Qmttc24901netf12w5.废气出烘干机的流速smDtVWiimm/93. 010025-1002 . 2414. 336002738027374.7360100)100(436002732732122）（6.根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置6.1 收尘设备选型排风量：)2 . 1)(/(89.883274.73602 . 113111，一般取考虑漏风和储备的系数khmVkVm)/(46.1689.88321

25、0%389.484533112mgVGcw废气含尘浓度：之间）值应在（m75-5548. 31056 .19652ttgw)(80048. 34360007.6286436001mmwQD)/(07.6294414.348.38.03600436003221/hmwDq 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 25个，因此需要所需旋风筒的个数：240. 107.629489.8832/1qVn6.2 总的收尘效率%21.99%1001646013016460%1001211ccc6.3CLT/A 型旋风收尘器原理和性能描述 因此，选用 CLT/A 型旋风收尘器，它的特点是结构完善，能在阻力较小的条

26、件下具有较高的收尘效率，收尘器的阻力系数为105，根据气体流量和含尘浓度的大小选用直径为回转式烘干机的生产型旋风收尘器的ACLTmmD/8001流程如图所示，其主要附属设备有烘干机燃烧室，喂料与卸料设备，收尘器和排风机等。湿物料由皮带机 2 送至喂料端锻，经下料溜子进入烘干机 5。回转式烘干机筒体转速一般为 2r/min5r/min,倾斜度一般为 3%6%.物料在筒体回转时,由高端向低端运动,从低端落入出料罩,经翻板阀卸出,再由皮带机运走.而热气体由燃烧室 3 进入烘干机筒体,与物料进行热交换,使物料强烈脱水,气体温度下降.废气经出料罩,收尘器 6,由排风机 7 经烟囱 8 排至大气.，所需旋

27、风筒的个数为 2.7.确定燃烧室及其附属设备 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 267.1 燃烧室的型式选择 燃煤量小于 200Kg/h 时可以选人工操作+燃烧室，燃煤量大于 200Kg/h 选用机械化操作燃烧室。由于hkghkgMf/200/29.236故选择机械化操作燃烧室。7.2 计算炉篦面积燃烧室炉蓖面积热强度)/(3mkWqF燃烧室型式通风方式及煤种人工操作燃烧室回转炉蓖燃烧室倾斜推动炉蓖燃烧室振动炉蓖燃烧室人工通风烟煤无烟煤8109309301050930105058081081093081093093011609001160自然通风烟煤无烟煤350580470700520700

28、520700从表中可以看出，取，则炉蓖面积：3/1000mkWqF2705. 11000360091.2597929.2363600mqQMFFnetf7.3 计算炉膛容积，燃用挥发分较高的煤（如烟3/k350290mW度一般为层燃燃烧室的容积热强煤）时可取低值，燃用挥发分较低的煤（如无烟煤）时可取高值。则取。3/300mkJqV)(68. 5300360091.2597929.2363600312mqQMVvnetf7.4 计算炉膛高度mFVH33.3705.168.527.5 燃烧室鼓风机鼓风量计算 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 27)/(3 .8711011012732027329

29、.23618. 82 . 15 . 07 . 02732737 . 0303hmpptMVkVaafaKpaPCthmVkaa101:20:/10. 8:2 . 1:%50:03当地大气压，燃烧室冷空气进入温度理论空气用量，为空气系数，取鼓风机储备系数，取根据风量鼓风机可以选型为 D900-2.8/0.98 离心式鼓风机，其具体参数如下：第四章第四章 烟道阻力损失及烟囱计算烟道阻力损失及烟囱计算1.烟道计算1.1 烟气流速与烟道断面混合煤气发热量 Q=2000Kcal/Nm3,煤气消耗量 B=7200Nm3/h。当=1.2 时，上面计算得烟气量为 8.39Nm3/ Nm3煤气，烟气重度=1.0

30、5Kg/ Nm3。出炉烟气量为 V=72008.39=60408 Nm3/h=16.78Nm3/S.计算分四个计算段进行。烟道内烟气流速可参考下列数据采用： 烟道烟气流速 烟气温度（）400400500500700700800烟气流速（Nm/s）1.41.2 1.2 烟道总阻力及烟气温度计算 第计算段：炉尾下降烟道，烟道长 2.5m，竖烟道入口烟气温度为 900。采用烟气流速时，烟道断面，选用 1044696 断smw/8121699. 08378.16mf面，此时烟气速度；当量直径21727. 0mf smw/7 . 7727. 0378.161；muFd

31、835. 0)696. 0044. 1 (2727. 0441 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 28烟道温降/m 时 ,第计算段内烟气平均温度51t，末端温度 ；此计算段烟894)5 . 25(5 . 09001t8885 . 259001 t气速度头OmmHtgwht22102115 .16)2738941 (28. 16 .197 . 7)2731 (2（1）动压头增量：th炉尾烟气温度为 900，流速为 1.2m/s 时，动压头 hOmmHt2240. 0273900128. 16 .192 . 1动压头增量OmmHhhhttt2110.1640. 05 .16（2）几何压头:jih

32、)(ykjiHh30/3 . 02738941128. 111mkgty（H2O）48. 2)3 . 0293. 1 (5 . 2jih（3）局部阻力损失：jih由炉尾进入三个下降烟道，查表得局部阻力系数 K=2.3,W)(95.375 .163 . 221OmmHhkhtj(4)摩擦阻力损失：1mh)(47. 25 .16835. 05 . 205. 021111OmmHhdLhtm第计算段阻力损失为：)(00.5947. 295.3748. 210.162OmmHhI 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 29第计算段：换热器前的水平烟道，烟道长 9m。烟道断面为 13921716，其面积

33、F2=2.18，当量直径查表得 d2=1.55m温降/m 时平均温度末端温度42t870)94(5 . 08882tCt02852)94(888；)(25.16)2738701 (28. 16 .197 . 7222OmmHht（1）动压头增量: th )(25. 05 .1625.162122OmmHhhhttt（2）局部阻力损失: 2jhK1=1.5, K2=1.1, K=K1+K2=1.5+1.1=2.6K1K2 )(25.4225.166 . 2222OmmHhKhtj（3）摩擦阻力损失: 2mh)(25. 525.16392. 1905. 0222OmmHhdLhtm第计算段阻力损失

34、为：)(25.4725. 525.4225. 02OmmHh第计算段：换热器部分要注意的是，由于换热器安装时烟道封闭不严，吸入部分冷空气，因此，计算此段烟气量时，应考虑增加的过剩空气量。计算中设定换热器内烟气阻力损失 h=8H2O。第计算段：换热器出口至烟囱入口，烟道长 11m,设有烟道闸板。 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 30 烟道断面为 13921716，面积 F3=2.18m2,当量直径 d4=1.55m,温降t=2.5/m；烟气经热器后温度降为 500，考虑换热器与闸板处吸风，由 1.2 增为 1.4，即烟气量增加至 16806.8Nm3/h(4.67Nm3/s),此时烟气温度可

35、由下式计算：式中计算段开始烟气量、温度和比热，2211222111cVcVctVctVt1 1 1ctV吸入空气量、温度和比热222ctV还可以从煤气燃烧计算图查取烟气温度。500的烟气由增至2 . 1后其温度降为 440，因此，此计算段烟气平均温度4 . 1，末端温度,烟气流速426)115 . 2(5 . 04404t413)115 . 2(4404 t，此计算段烟气速度头smw/14. 218. 267. 44OmmHht224766. 0)2734261 (28. 16 .1914. 2 (1)动压头增量：4th)(48.1525.16766. 024OmmHht(2)局部阻力损失:4

36、jh55. 245. 11 . 121KKKOmmHhKhtj24495. 1766. 055. 2(3)摩擦阻力损失：4mhOmmHhdLhtm244272. 0766. 055. 11105. 0第 IV 计算段阻力损失为：OmmHhIV295.1258. 095. 148.15烟道总阻力为：I+h+h+h=59+47.25+8-12.95=101.3H2Ohh 总阻力损失是计算烟囱的主要依据，因此，要采取合理的措施，尽量减小 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 31烟道阻力损失。2.烟囱高度计算在烟道计算中烟道总阻力损失h=101.3H2O,烟囱底部温度 t=413/m,烟囱底部=1.6

37、，此时烟气量为 19156.09N/m3=5.32Nm3/s，烟囱温降/m，1t夏季平均温度=30，当地大气压烟气重度.0t,760mmhgB 30/23. 1Nmkgv 假设烟囱高度为 45m 时烟囱顶部温度，烟囱内烟气368) 145(21tt平均温度；391)(5 . 021ttt采用烟囱出口速度时烟囱顶部直径sNmw/31，底部直径，烟囱mwVd50. 1332. 513. 113. 110mdd25. 25 . 15 . 15 . 112平均直径，烟囱底部烟气速度md875. 1)25. 25 . 1 (5 . 0，)/(335. 125. 232. 527. 127. 12222sNmdVw烟气平均速度 ；)/(168. 2)335. 13(5 . 0)(5 . 021sNmwww烟囱顶部烟气速度头，烟OmmHtgwh221021137. 1)2733681 (28. 16 .193)1 (2囱底部烟气速度头，烟囱OmmHtgwh222022229. 0)2734131 (28. 16 .19335. 1)1 (2内速度头增量，烟气平均速度头OmmHhhh22108. 129. 037. 1；OmmHtgwh220275. 0)2733911 (28. 16 .19168.