日产4000吨分解炉课程设计

1、课程设计说明书日产4000吨熟料现代化干法生产水泥厂设计（重点车间：分解炉）学院：材料科学与工程学院课程名称：制品机械设备课程设计专业班级：无机非金属材料工程班学生姓名：学号：指导教师:水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料，对人类生活文明的重要性不言而喻。现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%-60%勺燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%1高到85%-90%使窑的热

2、负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长。与悬浮预热器窑相比，在单机产量相同的条件下，预分解窑具有：窑的体积小，占地面积减小，制造、运输和安装较易，基建投资较低，且由于一半以上的燃料是在温度较低的分解炉内燃烧，产生有害气体NO较少，减少了对大气的污染。为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查，我选择了“日产4000吨熟料现代化干法生产水泥厂初步设计”这个课题作为我的毕业设计课题。设计范围主要是分解炉，通过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型，进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。关键词：水泥；新型干法预分解窑；

3、分解炉设计任务书第一节设计目的此次课程设计是进入大学以来的第一次设计课程，也是在参加了生产实习后的一次总结。基于在学习了制品机械设备课程设计，并结合本专业的发展特色而开设的一项重要的实践学习环节。其目的在于通过课程设计的锻炼，树立正确的设计思想，培养我们认真的科学态度和严谨求实的工作作风。在设计过程中培养我们学生掌握绘图、计算、研究等科学设计方法，提高工程设计计算，锻炼我们分析解决实际问题的能力。第二节设计原则与指导思想1 .根据任务书规定产品品种、质量、规模进行设计；2 .选择技术先进、经济合理的工艺流程和设备；3 .主要设备的能力应与生产规模相适应；4 .满足工艺要求，确保工艺畅通；5 .

4、充分考虑安全因素，确保安全生产。第三节设计任务本设计的设计任务是：1 .建设项目：日产4000吨水泥熟料生产线（重点：分解炉）2 .建厂规模：日产水泥熟料4000吨；3 .产品品种：普通硅酸盐水泥4 .生产方法：新型干法回转窑；第四节设计内容和要求一、总体设计1、设计的目的和意义;2、初始条件；3、平衡计算；4、设备选型计算二、设计要求的起止日期本课程设计日期为2016年6月13日-6月26日，所有的的设计工作必须如期完成。三、要求设计说明书文字要通顺、层次清楚、工艺方案选择合理、选定的参数要有依据、计算正确、各种符号应注有文字说明，必要时列出计算表格；设计说明书文字一般不少于500字；设计说

5、明书格式可参考其他样式编写。1 .初始条件11.1 原料的原始资料11.2 原料配比计算11.3 煤的低位发热量计算11.3.1 燃料煤的原始资料11.3.2 低位发热量计算11.2. 煤灰掺入量计算11.3. 计算干燥原料配合比21.4. 计算生料和湿物料的配合比32.物料平衡与热平衡计算42.1 .物料平衡计算42.1.1 收入项目52.1.2 支出项目92.2 热量平衡计算122.2.1 收入项目122.2.2 支出项目142.3 列出收支热量平衡方程式152.4 物料平衡、热量平衡表162.4.1 物料平衡表162.5 主要热工技术参数172.5.1 水泥熟料的实际烧成热耗172.5.

6、2 窑的发热能力172.5.3 分解炉的热负荷172.5.4 熟料烧成热效率182.5.5 主要热工技术参数一览表183分解炉尺寸计算与设计183.1 相关参数183.2 分解炉工作风量193.2.1 分解炉用燃料产生的烟气量193.2.2 分解炉内释放出来的CO*193.2.3 入分解炉的出窑废气量203.2.4 分解炉工作风量203.3 分解炉直筒部位的有效截面积Af与有效内径D203.4 分解炉锥体部有效高度203.5 分解炉锥体下端口直径203.6 分解炉的有效高度213.7 分解炉直筒部位的有效高度213.8 入分解炉三次风管直径di,进风口宽度a和高度b213.9 分解炉生料进料口

7、直径213.10 分解炉燃料进口直径213.11 分解炉主要结构尺寸一览表214.耐火材料选材计算与散热计算224.1 耐火衬料的设计理念224.2 材料的主要参数224.3 厚度计算224.4 散热量计算234.5 耐火材料厚度对分解炉筒体尺寸的修正23总结：24参考资料251.初始条件1.1 原料的原始资料（）表1原料与煤灰的化学成分（）数据烧失SiO2Al2QFe2O3CaOMgO总和物铲、量41.552.291.860.8450.650.7698.63砂页岩2.2989.032.382.552.180.6599.08粉煤灰2.4952.9830.295.424.60.5196.29铁矿

8、石2.7951.396.1730.191.861.8894.28烟煤煤灰04934.097.682.391.694.761.2 原料配比计算设定比例为：石灰石-0.844砂页岩0.090粉煤灰-0.032铁矿石-0.0351.3 煤的低位发热量计算1.3.1 燃料煤的原始资料表2煤元素分析结果CarHarNarOarSarAarMar65.652.640.993.190.5119.028.01.3.2 低位发热量计算Qnet.ar=339Car1030Har-109(Oar-Sar)-25Mar=339x65.65+1030父2.64-109父(3.19-0.51)-25父8.0=24482.

9、43(kJ/kg-煤)1.2. 煤灰掺入量计算根据参考文献1中p175相关知识，取水泥熟料的实际形成热q=3176kJ/kg熟料，取煤灰沉落率S=100%,可知:qAarSGA_10°Qnet,ar_317619.02100一10024482.43:2.47%1.3. 计算干燥原料配合比已知假设原料配合比为：石灰石84.4%,砂页岩9%,粉煤灰3.2%,铁矿石3.5%,计算生料化学成分表3干燥原料配合比物料量SiO2Al2c3FezQCaOMgOCaO石灰心84.435.02.511.60.7142.7570.64砂页岩90.218.010.210.230.20.06粉煤灰3.20.

10、081.70.970.170.150.02铁矿石3.50.11.80.221.060.070.0735.4配合生料10014.0232.1743.170.796灼烧生料100.021.724.653.3666.891.22Ga=2.47%,100%-2,47%=97.53%.:此计算熟料的化学成分表4干燥熟料配合比名称配比烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOCaO尢灰熟料97.5321.184.543.2865.241.19煤灰2.471.210.840.190.060.01熟料10022.395.383.4765.31.23由此计算熟料率值:KH=(CaO-1.65XAl2O-0.35F

11、e2O)/(2.8xSO)=(65.3-1.65X5.38-0.35X3.47)/(2.8X22.39)=0.881S附SiO2/(Al2O+Fe2O)=22.39/(5.38+3.47)=2.53IM=Al2Q/Fe203=5.38/3.47=1.55经比较可得该率值符合标准，及该配比符合标准1.4. 计算生料和湿物料的配合比生料的配比:石灰石=84.4(84.4+9+3.5)X100%=87.1%页岩石=9/(84.4+9+3.5)x100%=9.3%铁矿石=（100-87.1-9.3）%=3.6%干生料烧失量Ls;各原料所占百分比父该原料的烧失量Ls=87.1%41.55%9.3%2.2

12、9%3.6%2.79%=35.46%湿基配比:根据原始资料知入磨各原料水分分别为：石灰石1%,粘土1%,铁粉4.00%,则入磨湿基配比计算如表3.1所示:表5湿基物料配比及计算过程名称湿基用量（份）湿基配比（%石灰石84.4100八c二85.25100-185.25100=87.0097.99砂页岩9100100-1=9.099.0997.99100=9.283.5100V铁矿石100-4.00:3.653.6597.99100=3.72合计计算湿物料水分含量Ws:97.99100ws=0.871%0.09281%0.03724%-1.11%2.物料平衡与热平衡计算:(1)温度a.入预热器生料

13、温度：50C；b.入窑回灰温度：50C；c.入窑一次空气温度：30C；d.入窑二次空气温度：1300C；e.环境温度：30C；f.入窑、分解炉燃料温度：60C；g.入分解炉三次空气温度：1100C；h.气力提升泵输送生料空气温度：50C；i.熟料出窑温度：1360C；j.废气出预热器温度：290C；k.飞灰出预热器温度：330C；(2)入窑风量比(%)分别取K1=8,K2=90,K3=2;(3)燃料比(%回转窑(Ky):分解炉(KF)=40:60;(4)出预热器飞灰量：0.1kg/kg熟料；(5)出预热器飞灰烧失量：35.0%;预热器出口：1=1.3;(6)各处过剩空气系数：窑尾：、=1.05

14、分解炉混合室出口：%=1.1519.8其中：预热器漏风量占理论空气量的比例K4=0.1,气力提升泵喂料带入空气量占理论空气量的比例K5=0.09,折合料风比为kg/Nm3;(7)分解炉及窑尾漏气量(包括分解炉一次空气量)占分解炉用燃料理论空气量的比例廿0.05;(8)电收尘和增湿塔综合收尘效率为99.99%;(9)系统表面散热损失：430kJ/kg熟料；(10)生料水分含量：1.11%(11)窑的日产量：4000t/d(或166.67t/h)。2.1. 物料平衡计算基准：1kg熟料，温度：0c范围：回转窑十分解炉+预热器系统根据确定的基准和范围，绘制物料平衡图如下:产平衡系统的界面物料平衡图图

15、11.1 .1收入项目按参考文献2118页中的方法，可知：1.1.1.1 燃料总消耗量：m（kg/kg熟料）窑头燃料量：myr=KyN=0.40.（kg/kg-熟料）分解炉燃料量：mFr=Kf叫=0.60mr（kg/kg-熟料）1.1.1.2 生料消耗量、入预热器物料量干生料理论消耗量:mgsL=100-mrAr：100-Ls100-19.02mr1100-35.461.55 -0.295mr（kg/kg-熟料）式中：a燃料飞灰掺入量，取100%。出电收尘飞损量及回灰量：mFh=mm（1-）=0.1（1-0.999）=0.0001（kg/kg-熟料）myh=mfh-mFh=0.1-0.0001

16、=0.10（kg/kg-熟料）考虑飞损后干生料实际消耗量:mgsmgsLmFh100-Lfh100-Ls（1.55-0.295mr）0.0001100-35.0100-35.46=1.550-0.295mr（kg/kg熟料）考虑飞损后湿生料实际消耗量：gs100-Ws100ms100（1.550-0.295mr）100-1.111.567-0.298mr（kg/kg一熟料）入预热器物料量：入预热器生料量=msmyh=1.567-0.298mr0.10=1.6670.298mr（kg/kg熟料）1.56 1.3入窑系统空气量根据参考文献3242页中介绍的计算方法：燃料燃烧理论空气量：VLK=0.

17、089Car0.267Har0.033（Sar-Oar）=0.08965.65+0.2672.64+0.033（0.51-3.19）=6.459（Nm3/kg煤）入窑实际干空气量：VyK-二yVLKmyr=二yVLKKymr=1.056.4590.40mr=2.713mr（Nm3/kg煤）ma=1.293Vyk二1.2932.713mr=3.508mr（kg/kg-熟料）其中，入窑一次空气量，二次空气量及漏风量：Vyk1=K1VyK=0.082.71知=0.217mr（Nm3/kg-熟料）Vyk2="=0.902.713m=2.442mr（Nm3/kg-熟料）VLOK1=K3VyK=

18、0.022.713mr=0.054mr（Nm3/kg熟料）分解炉从冷却机抽空气量：出分解炉混合室过剩空气量：Vi=（二上-仅血=（1.15-1）6.459mr=0.969mr（Nm3/kg-熟料）分解炉燃料燃烧空气量:V2=VLkmFr=VlkKfmr=6.4590.60mr=3.875mp（Nm3/kg熟料）窑尾过剩空气量：V3=（：y-1）VLKmyr=（二y-1MKKym=（1.05-1）6.4590.40mr=0.129mr（Nm3/kg-熟料）分解炉及窑尾漏入的空气量：V4=K6VLKmFr=K6VLKKFmr=0.056.4590.60mr=0.194.（Nm3/kg熟料）分解炉从

19、冷却机抽空气量：VF3K=V1V2-V3-V4=0.969mr3.875mr-0.129mr-0.194mr=4.521mr（Nm3/kg-熟料）mF3K=1.293Vf3K=1.2934.521mr=5.846m（kg/kg-熟料）气力提升泵喂料带入空气量：Vsk-K5VLKmr:0.096.459mr=0.581mr（Nm3/kg-熟料）msk=1.293Vsk=1.2930.581mr=0.751mr（kg/kg-熟料）漏入空气量：预热器漏入空气量：V5=KMEr=0.106.459mr3=0.646mr（Nm/kg-熟料）窑尾系统漏入空气总量:VLOK2-V4V5=0.194mr0.6

20、46mr=0.840mr（Nm3/kg一熟料）mLOK2=1.293Vlok2=1.2930.840mr=1.086mr（kg/kg熟料）全系统漏入空气总量：VLOK=VLOK1'VLOK2=0.054mr0.840mr=0.894mr（Nm3/kg一熟料）mLOK=1.293Vlok:1.2930.894mr=1.156mr（kg/kg-熟料）2.1.2支出项目2.1.2.1 熟料量:Msh=1kg2.1.2.2 出预热器废气量生料中物理水含量：mwsWs100111（1.567-0.298mr）1111000.0174-0.00331mr（kg/kg-熟料）“mwsVws0.804

21、二0.0174-0.00331mr一0.804=0.0216-0.00411mp（Nm3/kg熟料）生料中化学水含量：mhs=0.00353mgsAl2。：=0.00353（1.550-0.295mr）3.546=0.0194-0.00369（kg/kg熟料）Vhsmhs0.804_0.0194-0.00369m-0.804=0.0241-0.00459mp（Nm3/kg-熟料）生料分解放出CQ气体量:CO2sMCaOsCO2MCaOsMCOMgOs-MMgO444443.140.59一5634.5440.3mCo2CO2mgs-mffgs100fLfh100（1.550-0.295m-）34

22、.5435.00.00041001000.535-0.102mr（kg/kg-熟料）smco21.9770.535-0.102mr1.9770.179-0.0516mr（Nm3/kg-熟料）燃料燃烧生成理论烟气量：VcO2-22.4Car"mr10012ccc,65.650.224m121.225mr（Nm3/kg熟料）Vn-=0.79VLKm+0.224父生办228（0.796.9190.224m.=5.474m（kg/kg熟料）rHarMar2.648.0Vh,o=0.224（电aL）mr-0.224（）m.2218218=0.395mr（Nm3/kg-熟料）V：O=0.224x

23、Smr=0.224M"1mr=0.00357mr（Nm3/kg熟料）23232_r.r.r.r.rV=VCO2Vn2VH2OVSO2=（1.2255.4740.3950.00357）mr3=7.098m（Nm/kg-熟料）mr=（mLK+1-%m=（8.351+1-0.1902）mr=9.161mr（Nm3/kg熟料）100烟气中过剩空气量：Vk=（%-1）Va°m=（1.3-1）x6.434mr3=1.930mr（Nm/kg-熟料）mk=Vk1.293=1.930mr1.293=2.495mr（kg/kg-熟料）其中：kkVn2=0.79V-0.791.930mrkmN2

24、=1.525mr（Nm3/kg熟料）222.4=1.525mr-2822.4=1.906mr（kg/kg-熟料）vO；=0.21Vk=0.211.906mr=0.400mr（Nm3/kg一熟料）k532m02=Vo22222.432=0.400mr-22.4=0.571m（kg/kg-熟料）总废气量:Vf=Vco2VN2VH20Vo2VSQ二(0.179-0.0612mr1.168mr)(5.0921,525)mr(0.0205-0.00463mr0.0241-0.00445mr0.4830)0.400mr0.00217mr3=0.224+8.600mr(Nm/kg熟料)2.1.2.3出预热器

25、飞灰量mfh=0.100(kJ/kg-熟料)2.2热量平衡计算2.2.1 收入项目根据文献网中相关知识计算:2.2.1.1 燃料燃烧化学热QrR=mrQnet.ar=24482.43mr(kJ/kg-熟料)2.2.1.2 燃料带入物理热Qr=mrCrtr=mr1.15460=69.240mr（kJ/kg-熟料）（060c时熟料平均比热Cr=1.154kJ/kgc）-2.2.1.3 生料带入物理热Qs=（mgsCsmwsCw）ts-11.550-0.295m）0.878（0.01740.00331m.）4.182150=71.683-13.643mr（kJ/kg熟料）（050c时，水的平均比热C

26、w=4.182kJ/kgC,干生料平均比热Cs=0.878kJ/kg熟料）2.2.1.4入窑回灰带入热量QyhmyhCyhtyh0.1000.836504.180（kJ/kg-熟料）（050c时，回灰平均比热Cyh=0.836kJ/kgC）入窑一次风温：Qy1k2.2.1.5空气带入热量Vy1kCy1kty1k0.08VyKCy1kty1k0.082.702mr1.298308.417mr（kJ/kg-熟料）（030c时，空气平均比热Cy1k=1.298kJ/Nm3C）入窑二次风温：Qy2kVy2kCy2kty2k0.90VyKCy2kty2k0.902.702mr1.44313004561.

27、814mr（kJ/kg-熟料）（01300c时，空气平均比热Cy2k=1.443kJ/Nm3C）入分解炉三次风温:QF3KVF3KCF3KtF3K4.503r1.42211007043.593mp（kJ/kg熟料）（01100c时，空气平均比热Cf2k=1.422kJ/Nm3C）气力提升泵喂料空气带入热量：Qsk=VskCsktsk=0.579m-1.29950=37.606mr（kJ/kg-熟料）（050c时，空气平均比热Csk=1.299kJ/Nm3C）系统漏风带入热量：QLOK=VLOKCLOKtLOK=0.894mr1.29830=34.812mr（kJ/kg-熟料）（030c时，空气

28、平均比热Clok=1.298kJ/Nm3C）2.2.1.6总收入热量Qzs=QrRQrQsQyhQy1hQy2kQf2kQskQlOK=24482.43mp69.240mr（71.558-13.618mr）4.1808.417mr4561.814mp7043.593mr37.60634.812mr=75.643+36224.269m（kJ/kg-熟料）2.2.2支出项目2.2.2.1熟料形成热按参考文献2121页中的方法Qsh=17.19mA；2O3+27.10mMfgO+32.01mC：O21.40m*2.47mFL=17.196.09127.100.94932.0166.752-21.40

29、22.012-2.473.565=1787.291（kJ/kg-熟料）2.2.2.2 蒸发生料中水分耗热量Qss二（mWsmhs）qqh=（0.0174-0.00331mr0.0194-0.00369mr）2380=87.584-16.660mr（kJ/kg一熟料）（50C时，水的汽化热qqh=2380kJ/kg）2.2.2.3 废气带走热量Qf（Vco2Cco2.Vn2cN2,Vh20cH2cl.V02co2.VsqCsq）tf二（0.179+1.107mr）1.870+6.617mr1.310（0.04460473mr）1.5300.400mr1.3510.00217mr1.950290=

30、116.861+3502.722mr（kJ/kg-熟料）（0290c时，CQ、N2、H2O、O2、SO平均比热分别为1.870kJ/kg。、1.310kJ/kg。、1.530kJ/kgC<1.351kJ/kgC>1.950kJ/kgC）2.2.2.4 出窑熟料带走热量Qysh=1CsK=11.0781360=1466.08（kJ/kg熟料）（01360c时，熟料平均比热Csh=1.078kJ/kgC）-2.2.2.5 出预热器飞灰带走热量Qfh=mfhCfhtfh=0.1000.895330=29.535（kJ/kg-熟料）（0330c时，飞灰平均比热Cfh=0.895kJ/kgC

31、）-2.2.2.6 系统表面散热损失根据相关资料，设定：Qb=430（kJ/kg-熟料）2.2.2.7 支出总热量Qzc=QshQssQfQyshQfhQb1787.291（87.584-16.660mr）（116.8613502.722mr）1466.0829.535430=3917.799+3486.062mp（kJ/kg-熟料）2.3 列出收支热量平衡方程式Qzs=Qzc75.64336224.269mp=3917.7993486.062mp求得：mr=0.1174（kJ/kg熟料）。即：烧成1kg熟料需要消耗0.1174kg燃料。求得燃料的消耗量后，即可列出物料平衡列表和热量平衡表，并

32、计算一些主要热工技术参数。2.4 物料平衡、热量平衡表2.4.1 物料平衡表（单位：kg/kg熟料）表6物料平衡表：收入项目数量支出项目数量燃料消耗量0.11743.88%熟料量1.0033.19%入预热器生料值1.62453.80%出预热器飞灰量0.1003.32%入窑实际干空气量0.40913.57%出预热器废气量分斛炉抽仝气里0.68222.60%生料物理水0.01560.52%气力提升泵送空气量0.08782.91%生料化学水0.01890.63%窑尾系统漏人空气量0.09793.24%生料分解CO20.52117.29%燃料理论烟气量1.06535.35%烟气过剩空气量0.2929.

33、70%3.0177100.00%3.013100.00%2.4.2 热量平衡表（单位：kg/kg熟料）表7热量平衡表收入项目数量%支出项目数量%燃料燃烧热2874.23766.56%熟料形成热1787.29141.59%燃料显热8.1290.19%蒸发生料水分耗热85.6281.92%生料带入热70.0811.62%废气带出热量528.08112.14%回灰带入热4.180.10%熟料带出热量1466.0833.77%入窑一次空气带入热0.9880.02%飞灰带出热量29.5350.68%入窑二次空气带入热535.55712.31%系统散热损失430.009.90%入分解炉空气带入热826.9

34、1819.01%气力提升泵风带入热4.4150.10%系统总漏风带入热4.0870.09%4328.592100.00%4341.722100.00%2.5 主要热工技术参数根据参考文献4中p22页的公式，计算主要热工技术参数如下:2.5.1水泥熟料的实际烧成热耗QrR=mrQnet.ar=0.1174父24482.43=2874.237(kJ/kg-熟料)2.5.2窑的发热能力：2.5.3Qyr=MyrQnet.ar=KymrGQnet.ar4000103=0.400.117424482.4324=19.16107(kJ/h)分解炉的热负荷QFrMfrQ,11net.arGLmAetar40

35、001030.600.117424482.432428.74107(kJ/h)Qsh“cc,1787.2911=3X00%QrR2874.237=62.18%2.5.5主要热工技术参数一览表表8主要热工技术参数一览表回转窑的发热能力Qyr（kJ/h）19.16X107分解炉的热负荷QFr（kJ/h）28.74X107实际烧成热耗q（kJ/kg一熟料）2874.237理论热耗Qsh（kJ/kg-熟料）1787.291熟料烧成热效率ss62.18%煤耗mr（kg/kg-熟料）0.11743分解炉尺寸计算与设计3.1 相关参数表3-1相关参数（按参考文献5中p84页及参考文献5相关知识，选择CDC-

36、型分解炉。）表9相关参数整个烧成系统的熟料产量G(kg-熟料/h)166.67入窑生料的表观分解率et(%)90入窑生料的真实分解率et'(%)70分解炉内截面风速wf(m/s)9.0分解炉内气流滞留时间i(s)3.0分解炉喷口处的气流速度w(m/s)20入分解炉风管(三次风管)内的平均风速w3a(m/s)20分解炉从冷却机抽空气量VF3K(Nm3/kg-熟料)0.52783.2 分解炉工作风量3.2.1 分解炉用燃料产生的烟气量4000103360024Vfl=Vr(lL-1)VLKmrKFG=7.098(1.15-1)6.4590,11740.603=26,307(Nm/s)3.2

37、.2 分解炉内释放出来的CO量普通生料烧成1kg熟料由碳酸盐分解出来的CQ量Kco2计算如下:100-WsLsIE置而一222.444100-1.1122.4二(1.567-0.3546-0,0190)10044=0.270分解炉内释放出来的CO量计算如下：_Kco2et'GCO2-1003二0.27070400010100360024:8.751(Nm3/s)(100-叫G110036003.2.3 入分解炉的出窑废气量Vr(：y-1)VLKmrKyKco.=0.837(1.05-1)6.4590.11740.403ccrc100-90,4000100.270100360024:3.

38、782(Nm3/s)3.2.4 分解炉工作风量取气体在标准状态下的绝对压强，p°=101325Pa=760mmH中已知气压为720mmHg720720pp0101325=95992Pa760760假设分解炉内的负压dp=350Pa,t为分解炉内的平均温度，取1000Co计算如下：Vf(VflVco2Vk)273.15tp0A273.15p-dp=(26.3078.7513.782)273.151000101325xx273.1595992-3503=191.790(Nm/h)3.3 分解炉直筒部位的有效截面积Af与有效内径DFDf191.7909.0=21.310(m2)荻一421.

39、310冗一，3.14-5.210(m)3.4 分解炉锥体部有效高度H2=kDF=0.605.210=3.126(m)3.5 分解炉锥体下端口直径dF4VJ=4Vk273.15tp。，二w'，二w273.15p-dp46.619273.151000101325JK.K3.1425273.1595592-350=1.293(m)3.6 分解炉的有效高度H=Wf.=9.03.0=27.00(m)3.7 分解炉直筒部位的有效高度H1=H-H2=27.00-3.126=23.874(m)3.8 入分解炉三次风管直径di,进风口宽度a和高度bdi4Vf3k273.15tF3knwF3k273.15

40、453.30273.151000二20273.15=3.978(m)a=Vf3K273.15t53.30273.1510001.5wF3K273.151.520273.15=2.877(m)a2.8770.90.9=3.197(m)3.9 分解炉生料进料口直径因CDCI分解炉有4根预热生料进料管，所以：ds=0.00192.Ms=0.00192Gms=0.001922916671.5324=0.642(m)3.10 分解炉燃料进口直径因CDCI分解炉有4根燃料进料管，所以：=0.00192dr=0.00192MFr=0.00192。丁,2916670.60.11744=0.138(m)3.11

41、分解炉主要结构尺寸一览表表10分解炉主要结构尺寸一览表AF(m2)DF(m)H(m)H(m)H2(m)dF(m)di(m)ds(m)dr(m)21.3105.2102723.8743.1261.2933.9780.6420.1384.耐火材料选材计算与散热计算4.1 耐火衬料的设计理念根据参考资料6中p165,耐火材料的耐高温和隔热保温性能对于预热器系统非常重要，本设计中对下面几级预热器以及联结管道、分解炉可以采用耐碱的及耐磨的粘土砖。中间层为隔热层厚度取U=150mm。，最外层为钢板，厚度取22=40mmo4.2 材料的主要参数根据参考资料7中的相关知识，设定一下参数:粘土砖的密度：。=20

42、70kg；m3粘土砖的最高使用温度：13001400C粘土砖的平均比热：Cp=0.840.2610tIkJ.(kg)粘土砖的导热系数：k产0.8350.5810上W(m)钢板的导热系数：k2=45.36IW.(m)1隔热层导热系数：k3=0.170W(m。】4.3 厚度计算假设：钢板内侧直径为：d1分解炉直筒部位外径为：d2隔热复合层内直径为：d3粘土砖的厚度为：3根据6分解炉结构尺寸计算与设计可知，分解炉直筒部位的有效内径为：DF=5.210(m)查阅参考资料6粘土砖的厚度为：中p38表2.4,取耐火材料与直筒部位的内径比值D=0.039，则、.1=0.039DF=0.0397.321=0.

43、286(m)所以取到=325mmd3-Df2、i=7.23120.286=7.803(m)di=Df2、i2、3=7.32120.28620.150=8.103(m)d2=d12、2=8.10320.040=8.183(m)4.4 散热量计算取耐火粘土砖内壁温度为tw1=800C,外壁温度为tw2=80C。则粘土砖的导热系数为:<=0.8350.5810、=0.8350.5810与tw1tw22与80080=0.8350.58102=1.090W/(m，C)根据以上参数，由公式可计算出分解炉耐火材料和钢板的单位传热量即散热量为:twi-tw2riln2lndikik3,征rIn十©)k2J800-80(8.959+8.309)xinl7.103(9.259+8.959)>ln'8:103(9.339+9.259><Inl8.18|j12M1.090+2M0.17