Определение производительности сушильных барабанов

Цель:

Изучить методику расчета производительности оборудования для сушки сырьевых материалов

Задание

Определить производительность сушильного барабана и его объём, если известны объем известняка по высушенной массе (для примера V_м = 240 т/ч), а также начальная и конечная влажности (для примера 15% и 5% соответственно) приведены в таблице.

Таблица 1 – Варианты заданий

№ варианта	1	2	3	4	5	6
Vм, т/час	240	250	125	150	100	130
ωс,%	15	18	17	20	22	21
ωм,%	5	8	8	2	3	5

Методические указания

Сушка сырьевых материалов и добавок при сухом способе получения цемента является обязательной технологической операцией, способствующей эффективности их измельчения.

Сушка может осуществляться различными методами:

- испарением,

-  механическим отделением воды,

-  химическим связыванием и др.

Методы механического удаления воды, используемые для ча­стичного обезвоживания шлама при полусухом способе, подробно рассмотрены далее. Перед помолом сырьевой муки и добавок чаще всего применяют сушку испарением. Процессу сушки обычно пред­шествуют операции обезвоживания материалов.

Определяющими параметрами процесса сушки испарением явля­ются абсолютная и относительная влажность, а также температура теплоносителя.

 

В зависимости от принятой технологии сушку сырья производят: в помольно-сушильных установках; сушильных барабанах; вихре­вых сушилках; агрегатах, совмещающих сушку и вторичное дроб­ление; воздушных сепараторах и др.

Стремление повысить экономичность сушки, удельные показа­тели процесса, снизить расход теплоты привело к созданию вихре­вой сушилки и других высокоэффективных сушильных установок.

Сушильные барабаны могут работать по прямоточной и противоточной тепловым схемам. При прямоточной схеме направ­ление движения сырьевого материала и газового потока совпадают, при противоточной — они движутся навстречу один другому.

Сушильные барабаны, применяемые в стекольной промышлен­ности, в большинстве случаев работают по принципу прямотока, т. е. материалы и горячие газы внутри барабана движутся в одном направлении.

 В це­ментной промышленности широко применяется прямоточная схема сушки.

Достоинствами сушильных барабанов являются высокий удель­ный съем продукции с 1 м² внутренней поверхности и влаги с 1 м³ объема барабана, равномерная сушка материала, небольшой удель­ный расход топлива; недостатком — унос мелких фракций мате­риала с отходящими газами, что вызывает необходимость установки пылеуловителей в вентиляционной системе.

Сушильный барабан (рисунок 1) имеет цилиндрический кожух 4, выполненный сварным или клёпаным из листовой стали толщиной 8—16 мм. К кожуху на чугунных башмаках прикреплены два бан­дажа 5, служащие опорой барабана и сообщающие ему вращение благодаря перекатыванию на двух парах опорных роликов и, установленных на стальных осях с подшипниками скольжения 10.

Барабан размещают таким образом, чтобы его ось была наклонена к горизонтальной плоскости на угол 3° в сторону выхода материала. Для предотвращения продольного перемещения барабана на одной из опор установлены два упорных ролика 8.

Барабан вращается от электродвигателя через редуктор 9 и венцовую шестерню 6, закрепленную на барабане при помощи пластинчатых пружин, которые воспринимают радиальные усилия при термическом расширении барабана.

Полость барабана разделена на четыре ячейки, к стенкам которых приварены лопасти 14 или радиальные перегородки. Для обеспечения равномерной сушки материала необходимо, чтобы периметры ячеек и степень их заполнения были одинаковыми. При вращении барабана материал в ячейках пересыпается с лопасти на лопасть. В местах примыкания барабана к топочной 13 и разгрузочной 7 камерам на кожухе укреплены уплотнительные кольца 3, которые входят в кольцевые пазы неподвижных колец 2, создавая лабиринт­ные уплотнения.

Сырой материал поступает в барабан по трубе 1. Чтобы материал не попадал в топочную, камеру, на входном конце барабана уста­навливают направляющий конус 12.

 

Рисунок 1 – Сушильный барабан

А-А

 

 

При работе горячие газы, имеющие температуру 1000—1100°С, поступают в смесительную камеру. Смешиваясь здесь с холодным воздухом, газы при температуре 800—900 °С направляются в бара­бан, прогревая сырой материал и удаляя из него влагу. На выходе из барабана газы остывают до температуры 100—150 °С и отсасы­ваются вентилятором, а высушенный материал поступает в раз­грузочную камеру.

Сушильные барабаны могут иметь топки, работающие на твердом, жидком и газообразном топливе. При использовании природного газа установка значительно упрощается, становится компактнее.

 

Решение

Производительность сушильного барабана оценивается по выходу влаги Q_ω и по выходу высушенного материала Q.

где ω_с- влажность сырья,

ω_м - влажность высушенного материала.

Из формулы находим производительность по выходу влаги

Производительность сушильного барабана по выходу известняка с влажностью 5%

Объём барабана находится по формуле:

 

где А – паросъём, для известняка 45-65 кг/м³ч, принимаем А_изв = 50 кг/м³ч

 

По таблице 2 – Типоразмеры и частота вращения сушильных барабанов (по Д.Я. Мазурову) выбираем барабан рабочим объёмом 686 м³ с параметрами D = 5м, L = 35м

 

Таблица 2 – Типоразмеры и частота вращения сушильных барабанов (по Д.Я. Мазурову)

Рабочий объём барабана, м^3

Размеры барабана, м