Расчет и принцип работы распылительной сушилки (стр. 2 из 4)

q100=(373-273)*(2,774*0,862+2,194*1,877+0,196*0,925+13,795*1,033)=2094,09

q150=(423-273)*(2,774*0,885+2,194*1,886+0,196*0,931+13,795*1,034)=3155,91

q200=(473-273)*(2,774*0,908+2,194*1,895+0,196*0,936+13,795*1,036)=4230,30

q250=(523-273)*(2,774*0,928+2,194*1,907+0,196*0,943+13,795*1,038)=5315,57

q300=(573-273)*(2,774*0,946+2,194*1,921+0,196*0,950+13,795*1,041)=6415,70

q350=(623-273)*(2,774*0,964+2,194*1,934+0,196*0,957+13,795*1,045)=7532,20

После определения энтальпии продуктов сгорания при различных температурах строим график зависимости температура – энтальпия (Рисунок 1).

Рисунок 1 – График зависимости энтальпии продуктов сгорания от температуры

2. Материальный баланс сушки

Содержание сухих веществ в высушиваемом растворе не изменяется, если нет уноса или других потерь

, кг/ч,

гдеG1, G2, GC – количество раствора до и после сушки и абсолютно сухого вещества, кг/ч;

φ1, φ2 – влажность раствора до и после сушки, %.

Производительность сушилок по испаряемой влаге:

Количество получаемых сухих дрожжей после сушки:

Технические характеристики распылительной сушилки

Тип сушилки		СРЦ-12,5/1100 НК
Производительность по испаряемой влаге, кг/ч		10000
Температура теплоносителя, оС	Поступающего	300
	отходящего	90
Мощность двигателя распыливающего механизма, кВт		100
Габариты сушилки	диаметр	14500
	высота	21640
Масса сушилки		60360

Количество распылительных сушилок, необходимое для испарения влаги:

шт,

принимаю n=3штуки,

где WC – производительность одной сушилки по испаряемой влаге, кг/ч.

3. Тепловой баланс сушки

При сушке в распылительных установках тепло передается от нагретого газа или воздуха и расходуется на нагрев высушенного материала, испарение влаги, потери в окружающую среду.

Подвод тепла:

тепло, вносимое дрожжевой суспензией:

где Gc - массовый расход дрожжевой суспензии, кг/ч;

ic - энтальпия дрожжевой суспензии при температуре поступления ее в сушильную камеру; кДж/кг;

Сс – теплоемкость дрожжевой суспензии;

θ – температура поступления дрожжевой суспензии в сушилку, обычно составляет 40…60 ºС.

θ=50оС,

Сс=3,52 кДж/(кг*град), Gc=38000

Qс=38000*3,52*50=6688000

2) тепло, подводимое теплоносителем (сушильным агентом):

Qc.a.= Gc.a Jн ,

где Gc.a – количество теплоносителя (сушильного агента), кг/ч;

Jн- энтальпия сушильного агента при начальной температуре tн теплоносителя, кДж/кг. Определяется по графику зависимости температура-энтальпия продуктов сгорания.

при t=349оС Jн=7530

Расход тепла:

1) тепло, уносимое сухими дрожжами:

Qд.= Gz Jд=G2Cд θ z,

где G2 – количество дрожжей после сушки, кг/ч;

Jд – энтальпия сухих дрожжей при температуре выхода дрожжей из сушилки, кДж/кг;

Cд – теплоемкость сухих дрожжей ;

θ 2 – температура высушенных дрожжей;

θ 2=89оС, Cд=2,93 кДж/(кг град)[2], G2=9668,15

Qд=9668,15*2,93*89=2521163,48

2) тепло, уносимое теплоносителем (сушильным агентом):

Qc.a.= Gc.a Jк ,

где Gc.a – количество теплоносителя (сушильного агента), кг/ч

Jк – энтальпия сушильного агента при температуре выхода сушильного агента из сушилки, кДж/кг.

при t=87оС Jк =1780

3) тепло, уносимое испаряемой влагой:

Qw=W Jw ,

где W – количество испаряемой влаги, кг/ч;

Jw – энтальпия водяного пара при температуре выхода водяного пара из сушилки, кДж/кг.

Jw =2700

при t=87оС , W=28331,85

Qw=2700*28331,85=76509017,71

4) потери тепла в окружающую среду.

Для определения габаритов сушилки приближенно можно принимать удельные потери тепла в окружающую среду в зависимости от начальной влажности материала q =(125÷250) кДж/кг [6]:

Qп=q W,

q= 125

Qп=125*28331,85=3542084,15

Потери тепла в окружающую среду обычно составляют 3÷8℅ от общего количества тепла.

Количество теплоносителя (сушильного агента) определяется после преобразования теплового баланса процесса сушки по следующей формуле:

Проверяется тепловой баланс процесса сушки. Согласно закону сохранения энергии:

Qприх.=Qрасх. ,

где Qприх.,Qрасх. – соответственно статьи прихода и расхода тепла.

Qприх.=6688000+13197*7530=106061410

Qрасх=2521163,48+76509017,71+3542084,15-13197*1780=106062925

Ошибка расчета должна быть не более 1 ℅.

0,0014%<1%.

Часовой расход топлива:

где Qc.a – тепло, подводимое теплоносителем (сушильным агентом), кДж/ч;

- низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг;

η - коэффициент полезного действия печи (η=0,8-0,95), η=0,9.

Объемный расход топливного газа равен:

В’=

где ρг - плотность топливного газа, кг/м3.

Удельный расход тепла в сушилке определяется

где Qс.а - тепло, подводимое теплоносителем (сушильным агентом), кДж/ч;

W - количество испаряемой влаги кг/ч.

Тепловой к.п.д. сушилки:

где r - удельная теплота парообразования воды, определяемая по температуре материала при сушке, кДж/кг, при 89оС

r=2295,7

q - удельный расход тепла в сушилке, кДж/кг.

Теплопроизводительность:

Выбор типоразмера печи определяется по каталогу [7] в зависимости от ее назначения, теплопроизводительности, вида топлива.

Типоразмер печи

Тип печи	БКГ2
теплопроизводительность	17,8 МВт/м2

Выбираю 2 печи типа БКГ2

, предназначенных для беспламенного сжигания газообразного топлива.

4. Расчет габаритов распылительной сушилки

Целью расчета является определение диаметра сушильной камеры и ее рабочего объема.

Из всего разнообразия приводимых в литературе формул для определения диаметра распыливающих капель можно использовать наиболее простую (6):

где R - наружный радиус диска, м;

ω - угловая скорость диска, м/с;

ρ - плотность суспензии, кг/м3;

σ - поверхностное натяжение суспензии, H/м, σ=73,8*10-3 Н/м.

ω=135 м/с,

ω=2πRn

R=ω/ (2πn)=(135 м/с) / (2*π134.167c-1)=0,160 м

dд=2R=0,32м

При расчете среднего диаметра капель можно принять С=2, для максимального размера капель С=4,6.