日产4000吨分解炉课程设计资料

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%-

2、90%使窑的热负荷大为减轻，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NQ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

3、词：水泥；新型干法预分解窑；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、4. 满足工艺要求，确保工艺畅通；5. 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

5、表格; 设计说明书文字一般不少于500字；设计说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 1燃料煤的原始资料 1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 4收入项目 5支出项目 92.2热量平衡计算 12收入项目 12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 16物料平衡表 16热量平衡表 172.5主要热工技术参数 17水泥熟料的实际烧成热耗 17窑的发热能力

6、 17分解炉的热负荷 17熟料烧成热效率 18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 19分解炉用燃料产生的烟气量 19分解炉内释放出来的 CG量 19入分解炉的出窑废气量 20分解炉工作风量 203.3分解炉直筒部位的有效截面积 A与有效内径D 203.4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b 213.9分解炉生料进料口直径 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

7、.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（）数据物料烧失量SiO2Al 2QFe2QCaOMgO总和石灰石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铁矿石2.7951.396.1730.191.861.8894.28烟煤煤

8、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燃料煤的原始资料表2煤元素分析结果CarHarNarOarSarAarMar65.652.640.993.190.5119.028.0低位发热量计算Qnet.ar = 33兀帘 1030日帘 一109(0帘 -$/-25皿邯=339 65.65+10302.64-109 ( 3.19-0.51)-25 8.0=24482.43(kJ/kg-煤)1.2. 煤灰掺入量计算根据参考文献中p175相关知识，取水泥熟料的实际形成热

9、 q = 3176kJ/kg-熟料，取煤灰沉落率S二100%，可知:GaqAarS10°Qnet, ar_3176 19.02 10°-100 汉 24482.43二 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配合比烧失量SiQ2Al 2C3Fe2QCaQMgQCaQ84.435.02.511.60.7142.75石灰石70.64砂页岩90.218.010.210.230.20.06粉煤灰3.20.081.70.970.170.150.02铁矿石3.50.1

10、1.80.221.060.070.07配合生料10035.4614.0232.1743.170.79灼烧生料100.021.724.653.3666.891.22煤灰参入量Ga=2.47%则灼烧生料配合比为：100%-2,47%=97.53%扌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SiQ2Al OFezQCaQCaQ无灰熟料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-1.65 x AI26O.35 Fe 2O ) /(2.8 x S

11、O)=(65.3-1.65 x 5.38-0.35 x 3.47)/(2.8 x 22.39)=0.881SM= SiO 2/( Al 2O+ Fe2Q)=22.39/(5.38+3.47)=2.53IM= Al2Q/ Fe 203=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=844(84.4+9+3.5) x 100%=87.1%页岩石=9/(84.4+9+3.5) x 100%=9.3%铁矿石=(100-87.1-9.3) %=3.6%干生料烧失量Ls =-各原料所占百分比该原料的烧失量Ls =87.1% 41

12、.55%9.3% 2.29%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%,贝U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844100 = 85.25100 -18525 100 =87.0097.99砂页岩9 100100 -1二 9.099.0997.99100 =9.283.6597.99100 二 3.723.5 "00铁矿石 100 - 4.00 -.合计97.99100计算湿物料水分含量Ws :ws =0.87 1% 0.0928 1% 0.0372

13、 4%=1.11%2. 物料平衡与热平衡计算:(1) 温度a. 入预热器生料温度：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：30 C；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 Ki=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：0.1 kg

14、/kg熟料；(5) 出预热器飞灰烧失量：35.0%；(6) 各处过剩空气系数：预热器出口： f=1.3;窑尾：:y=1.05 分解炉混合室出口： 九=1.15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19.8kg/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K6=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：430 kJ/kg熟料；(10) 生料水分含量：1.11%(11) 窑的日产量：4000t/d(或 166.67t/h)

15、。2.1.物料平衡计算基准：1kg熟料，温度：0C范围：回转窑+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:3 L9K1+TL0K2图1物料平衡图收入项目按参考文献118页中的方法，可知:2.1.1.1燃料总消耗量：mr（ kg/kg 熟料）窑头燃料量：mt”=心叶二 0.40叶（kg/kg -熟料）分解炉燃料量：mFr = Kf mv=0.60mv （kg/kg -熟料）生料消耗量、入预热器物料量干生料理论消耗量:mgsL100 - mAar：100丄_100 -19.02 mr 1-100-35.46=1.55-0.295mr（kg/kg -熟料）式中：a 燃料飞灰掺入量，

16、取 100%。 出电收尘飞损量及回灰量：mFh 二 口巾（1 一 ）二 0.1 （1-0.999）二 0.0001（kg/kg-熟料）myh = mfh-mFh-0.1 -0.0001二 0.10（kg/kg -熟料）考虑飞损后干生料实际消耗量:+100-L fhmgs =mgsL mFhg100-L s100 35.0（1.55-0.295mr） 0.0001 -100-35.461.550 -0.295g （kg/kg -熟料）考虑飞损后湿生料实际消耗量:msmgs100100 -Ws（1.550 -0.295mr）100-1.111. 567 - 0.298mr（kg/kg -熟料）入预

17、热器生料量入预热器物料量:=ms myh-1.567-0.298mr 0.10-1.667 - 0.298mr（kg/kg - 熟料）入窑系统空气量根据参考文献3 242页中介绍的计算方法:燃料燃烧理论空气量：VLK 二 0.089Car 0.267Har 0.033(Sar Oar)二 0.089 65.65+0.267 2.64+0.033 (0.51-3.19) 二 6.459(Nm 3/kg - 煤)入窑实际干空气量：VyK =: yVLKmyr-yVlk K ym=1.05 6.459 0.40mr=2.713mr(Nm3/kg - 煤)ma = 1.293 Vyk二 1.293 2

18、.713mr二 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二 0.08 2.713m二 0.217mr(Nm3/kg -熟料)Vyk2二 =0.90 2.713m=2.442mr(Nm3/kg -熟料)VLOK1二 Wk二 0.02 2.713mr=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：V1 二LTVLKmr=(1.15 -1) 6.459mr=0.969mr(Nm3/kg -熟料) 分解炉燃料燃烧空气量:V2= VLK mFr=Vlk Kf mr=6.459 0.60 mr=3.

19、875g（Nm3/kg -熟料） 窑尾过剩空气量：V3-（-：» - 1）VLK myr=（-：iy - 1）VLK K ymr=（1.05 -1） 6.459 0.40mr=0.129mr（Nm 3/kg -熟料） 分解炉及窑尾漏入的空气量：V4= K6VlK mFr=0.05 6.459 0.60mr=0.194mr（Nm3/kg -熟料） 分解炉从冷却机抽空气量：Vf3K 八 15 -V3 -V4=0.969mr 3.875mr -0.129mr -0.194mr=4.521mr （Nm 3/kg -熟料）mF 3K =1.293 VF 3K二 1.293 4.521mr=5.

20、846mr（kg/kg -熟料） 气力提升泵喂料带入空气量：Vsk = K5VLK mr二 0.09 6.459mr二 0.581mr（Nm 3/kg -熟料）msk 二 1.293 Vsk=1.293 0.581mr二 0.751mr（kg/kg -熟料） 漏入空气量：预热器漏入空气量：V5= K4VLK mr=0.10 6.459mr3=0.646mr（Nm /kg-熟料）窑尾系统漏入空气总量:VLOK 2- V4 V5=0.194mr 0.646mr二 0.840mr （Nm 3/kg -熟料）mLOK 2-1.293 VLOK 2=1.293 0.840mr二 1.086mr（kg/k

21、g -熟料）全系统漏入空气总量:V LOK = V LOK 1 VloK2=0.054mr 0.840mr=0.894mr （Nm 3 /kg -熟料）mLOK - 1.293 Vlok二 1.293 0.894mr=1.156mr（kg/kg -熟料）支出项目 熟料量:Msh = 1kg出预热器废气量W100 生料中物理水含量：mws（1.567-0.298mr）1000.0174 - 0.00331mr （kg/kg - 熟料）mwsVws0.804=0.0174-0.00331mr-0.804二 0.0216 -0.00411叶（Nm3/kg - 熟料）生料中化学水含量：mhs 二 0.

22、00353mgsAl2O二 0.00353 （1.550-0.295口）3.546=0.0194 - 0.00369口 （kg/kg - 熟料）Vhsmhs0.804_ 0.0194-0.00369mr-0.804二 0.0241 - 0.00459mv （Nm 3/kg - 熟料） 生料分解放出CO2气体量:CO2 =s MCOCaOs2 MgOs M CO2M CaOM MgO444443.140.595640.334.54C02Lfhmgs、- mffg 100 100（1.550-0.295mJ3454 0.00041000.535 - 0.102rn （kg/kg - 熟料）35.0

23、100s讥021.9770.535 - 0.102mr1.9770.179 - 0.0516mr （Nm3/kg - 熟料）燃料燃烧生成理论烟气量：Vco2-22.4 Car 竺mr100 12ccc, 65.650.224m121.225mr（Nm3/kg -熟料）Vn2Nar0.79VLKmv 0.224 岂 g28（0.79 6.919 0.224 099）mr285.474m- （kg/kg -熟料）vH2o =0.224（亠ML）mr =0.224（2:648.0）m2 18 2 18-0.395mr（Nm 3/kg -熟料）S0 5iVSO0.224=0.224mr = 0.003

24、57mr（Nm 3/kg -熟料）23232rrrrrV 二 Vc°2 Vn2 Vh2。Vs°2= （1.225 5.474 0.395 0.00357） mr= 7.098mr（Nm /kg -熟料）mr =（mLK 1-虫）g =（8.351 1 -0.1902）mr =9.161 mr（Nm 3/kg -熟料） 100烟气中过剩空气量：Vk 二（:1皿丘二（1.3-1） 6.434 mr二 1.930mr（Nm /kg - 熟料）mk = Vk 1.293=1.930mr 1.293二 2.495mir （kg/kg - 熟料）其中：kkVn2 二 0.79V= 0.

25、79 1.930mr= 1.525mr（Nm3/kg -熟料）k mN?2822.4=1.525mr22.4= 1.906m（kg/kg -熟料）VO； = 0.21V k= 0.21 1.906mr=0.400mr （Nm 3/kg熟料）x3222.4二 0.400mr3222.4= 0.571m（kg/kg -熟料）总废气量:Vf =Vco2 Vn2 Vh2o Vo2 V so,= (0.179 _0.0612mr 1.168mr) (5.092 1.525)mr (0.0205 - 0.00463mr0.0241 -0.00445mr 0.483mv) 0.400mr 0.00217mr

26、= 0.224 8.600mr(Nm /kg -熟料)出预热器飞灰量mfh = 0.100(kJ/kg -熟料)2.2热量平衡计算收入项目根据文献中相关知识计算:燃料燃烧化学热QrRmr Qnet.ar二 24482.43mr (kJ/kg -熟料)221.2燃料带入物理热Qr mCrtr=mr 1.154 60二 69.240m（kJ/kg -熟料）（060E时熟料平均比热 Cr = 1.154kJ/kgC）生料带入物理热Qs 二 gsCs mwsCw）ts-（1.550-0.29时）0.878 （0.0174-0.00331mr） 4.1821 50二 71.683 - 13.643m（k

27、J/kg - 熟料）（050E时，水的平均比热 Cw = 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Qyh=myhCyhtyh=0.100 0.836 50-4.180（kJ/kg-熟料）（050E时，回灰平均比热 Cyh = 0.836 kJ/kgT） 空气带入热量入窑一次风温:二 0.08VyKCy1kty1k二 0.08 2.702mr 1.298 30-8.417mr（kJ/kg -熟料）(030 T时，空气平均比热Cy1k = 1.298 kJ/Nm3 C）入窑二次风温：Qy2kVy2kCy2kty2k0.90VyKCy2

28、kty2k0.90 2.702mr 1.443 13004561.814mr（kJ/kg -熟料）（0 1300 C 时，空气平均比热 Cy2k = 1.443 kJ/Nm3C）入分解炉三次风温:QF3KVF 3K CF3KtF3K二 4.503 1.422 1100=7043.59肮（kJ/kg - 熟料）（01100C 时，空气平均比热 Cf2k= 1.422 kJ/Nm3°C）气力提升泵喂料空气带入热量:Qsk - VskCsktsk二 0.579mr 1.299 50-37.60时（kJ/kg - 熟料）（050C时，空气平均比热 Csk = 1.299kJ/Nm3 C）Ql

29、ok系统漏风带入热量:VLOKCLOKtLOK0.894mr 1.298 3034.812mr（kJ/kg -熟料）（030C时，空气平均比热 Clok= 1.298kJ/Nm3 C）总收入热量Qzs - QrR Qr Qs Qyh Qy1h Qy2k QF 2k Qsk QLOK=24482.4饷 69.240mr （71.558-13.618mr） 4.1808.417mv4561.814mv 7043.593mr 37.606mv 34.812mr二 75.643 36224.269mr （kJ/kg - 熟料）支出项目熟料形成热按参考文献121页中的方法Qsh 二 17.1亦爲3 27

30、.1亦為爲 32.01吨：0-21.406-2.47mF：O3二 17.19 6.091 27.10 0.949 32.01 66.752 -21.40 22.012 -2.47 3.565= 1787.291 （kJ/kg-熟料）蒸发生料中水分耗热量Qss （ mws mhs）qqh=（0.0174 -0.00331mr 0.0194 -0.00369mr） 2380二 87.584 -16.660mr （kJ/kg -熟料）（50C 时，水的汽化热 qqh = 2380kJ/kg）废气带走热量Qf=（Vco2 Cco2Vn2Cn2Vh 2oCh2o +V02C02 +VsqCsc2）tf=

31、（0.179+1.107 mr） 1.870+6.617mr 1.310 （0.04460473mr）1.530 0.400mr 1.351 0.00217mr 1.950290=116.8613502.722mr （kJ/kg -熟料）（0290T 时，CQ、N2、H2O、O2、SQ平均比热分别为 1.870kJ/kgG、1.310 kJ/kg T -1.530 kJ/kg T< 1.351kJ/kg T、1.950kJ/kg T）出窑熟料带走热量Qysh -1 Cshtsh=1 1.078 1360二 1466.08（kJ/kg-熟料）（01360T时，熟料平均比热 Csh = 1.

32、078kJ/kgT）出预热器飞灰带走热量Qfh-mfh C fht fh二 0.100 0.895 330=29.535（kJ/kg -熟料）（0330T时，飞灰平均比热 Cfh = 0.895kJ/kgT）2.2.2.6系统表面散热损失根据相关资料，设定：Qb二 430（kJ/kg-熟料）2.2.2.7支出总热量Qzc二 Qsh Qss Qf Qysh - Qfh Qb-1787.291 （87.584-16.660mr） （116.861 3502.722mr）1466.08 29.535 430二 3917.799 3486.062mr （kJ/kg - 熟料）2.3列出收支热量平衡方程

33、式zcQzs75.643 36224.269rv 二 3917.799 3486.062mv求得：mr 二 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，并计算一些主要热工技术参数。2.4物料平衡、热量平衡表物料平衡表（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%出预热器废气量分解炉抽空气量0.68222.60%生料物理

34、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0.2929.70%合计3.0177100.00%合计3.013100.00%242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

35、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826.91819.01%气力提升泵风带入热4.4150.10%系统总漏风带入热4.0870.09%合计4328.592100.00%合计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:水泥熟料的实际烧成热耗QrR=mr Qnet.ar (kJ/kg-熟料)2.5.2窑的发热能力:Qyr 二 M yrQne

36、t.ar 二 KymrGQ net.ar4000汇 103 = 0.40 0.117424482.4324=19.16 107(kJ/h)分解炉的热负荷QFr = M FrQ厂r厂r net.ar-GKF mlrQnet.ar4000 1030.60 0.1174 24482.43 24二 28.74 107(kJ/h)2.5.4熟料烧成热效率=殂 X100%QrR1787.2912874.237= 62.18%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）19.16 X 107分解炉的热负荷QFr （kJ/h）28.74 X 107实际烧成热耗q （kJ

37、/kg -熟料）2874.237理论热耗Qsh （kJ/kg-熟料）1787.291熟料烧成热效率n s62.18 %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-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.(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/

38、s)20分解炉从冷却机抽空气量VF3K (Nm3/kg -熟料)0.52783.2分解炉工作风量分解炉用燃料产生的烟气量4000 1033600 24Vfi 二Vr C L-1)VLKmrKFG二7.098(1.151) 6.459 0.1174 0.603=26.307(Nm /s)分解炉内释放出来的CQ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:“100WsLs 、 22.4Kco2= (mssmhS)10010044100 1 1122 4= (1.5670.3546 -0.0190)10044= 0.270分解炉内释放出来的CO量计算如下:VCO2 二ge'

39、;G10030.270 70 4000 10100 3600 24=8.751(Nm3/s)323入分解炉的出窑废气量V ( MEKy 5 冒融二0.837(1.05 1) 6.459 0.1174 0.403100-90、4000 100.2701003600x24=3.782(Nm 3/s)分解炉工作风量取气体在标准状态下的绝对压强，p°=101325Pa=760mmH由已知气压为720mmHg720 p 720 101325 =95992Pa760760假设分解炉内的负压dp=350Pa，t为分解炉内的平均温度，取1000 C计算如下：V(VVV)273.15 tP0Vf 一

40、(Vfl VCO2 Vk )273.15p-dp=(26.3078.7513.782)273.15 1000101325xx273.1595992 -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DFWf191.7909.0= 21.310(m2)Df4A7 _4一21.310【冗一，3.14-5.210(m)3.4分解炉锥体部有效高度HkDF =0.60 5.210= 3.126(m)3.5分解炉锥体下端口直径dF4VJ = 4Vk 273.15 tp。，二 w 二 w 273.15 p - dp4 6.619 273.15 10001013253.14

41、 25273.1595592 - 350=1.293(m)3.6分解炉的有效高度H 二 Wf 二 9.0 3.0 二 27.00(m)3.7分解炉直筒部位的有效高度巴=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b4VF3k273.15 tF3k二 WF 3k273.154 53.30 273.15 1000di 二I. >20273.15-3.978(m)VF3k273.15 ta =V 1.5wF3K273.1553.30 273.15 10001.5 20273.15二 2.877(m)b a=3.197(m)0.

42、90.93.9分解炉生料进料口直径因CDG I分解炉有4根预热生料进料管，所以：= 0.00192ds =0.00192、；s =0.00192 G； 291661.5324=0.642(m)3.10分解炉燃料进口直径因CDG I分解炉有4根燃料进料管，所以：dr =0.00192=0.00192 G：m-0.00192291667 0.6 0.1174= 0.138(m)3.11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A(m2)DF(m)H(m)H(m)H2(m)dF(m)di(m)ds(m)dr(m)21.3105.2102723.8743.1261.2933.9780.64

43、20.1384.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 色=150mm。，最外层为钢板，厚度取 ®=40mm。4.2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：t =2070 kg m3粘土砖的最高使用温度：13001400 C粘土砖的平均比热：Cp =0.84 0.26 10 t I kJ (kgC)粘土砖的导热系数：k0.835 - 0.58 10”t IW (m C)钢板

44、的导热系数：k2 =45.36 IW (m C) 1隔热层导热系数：k 0.170 W (m C) 14.3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：61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)粘土砖的厚度为：=0.039Df = 0.039 7.32仁 0.286(m)所以取“ =325mmd3 =Df 2、1 =7.231 2 0.286 = 7.803(m)dj 二 Df 2、1 2、3 =7.321 2 0.286 2 0.150 = 8.103(m)d = d1 ' 2&#

45、39; '2 = 8.103 2 0.040 = 8.183(m)、1二 0.039查阅参考资料6中p38表2.4 ,取耐火材料与直筒部位的内径比值Df,则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=80 Co则粘土砖的导热系数为:K =0.835 0.58 10珂-0.835 0.58 10" tw1 tw22800 + 80-0.835 0.58 102=1.090W. (m C) 1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:qf-A Ina Inrln 电 l'1IDF丿心丿ld1丿二800-80(8.959 + 8.309)5 空03 (9.259 + 8.959旳n '8103 (9.339+9.25” In i8183 l'1'' 17.321 丿+ '' 7.803丿+ ' 18.103丿|2 汇