Определяем количество и состав продуктов горения при α= 1,2:
Общее количество продуктов горения составляет:
Определяем процентный состав продуктов горения:
Составляем материальный баланс процесса горения на 100 нм3 газа при α=1,2 (табл. 2.4)
Таблица 2.4. Материальный баланс процесса горения
Приход | Кг | % | расход | Кг | % |
Природный газ | Продукты горения | ||||
64,949 | 4,033 | 208,129 | 12,91 | ||
5,424 | 0,336 | 178,145 | 11,05 | ||
3,232 | 0,200 | 58,860 | 3,65 | ||
0,795 | 0,049 | 1166,05 | 72,37 | ||
0,418 | 0,025 | Невязка | -0,98 | 0,061 | |
0,237 | 0,014 | ||||
0,804 | 0,049 | ||||
Воздух: | |||||
353,16 | 21,93 | ||||
9,807*1,2*0,21*0,79*1,251 | 1163,06 | 72,23 | |||
15,139 | 0,940 | ||||
Итого | 1610,21 | 100 | Итого | 1611,19 | 100 |
Невязка баланса составляет:
Тогда
Определяем действительную температуру горения при коэффициенте ηп=0,82
Расчетное теплосодержание составит:
Определяем коэффициент избытка воздуха из уравнения теплового баланса процесса горения газа
,Откуда
2.4 Расчет конструктивных размеров сушилки и режима сушки
Давление распыления шликера рассчитывается по эмпирической формуле:
Где μ – коэффициент распыления форсунки; dс – диаметр сопла форсунки, мм; d – средний размер частиц порошка, мм; Wш – относительная влажность шликера.
Принимая для диаметра сопла dс=3,7 коэффициент распыления μ=0,7 находим:
Для распыления шликера используем механические центробежные форсунки, разработанные в НИИ Стройкерамики.
Производительность одной форсунки
Общее количество форсунок в сушилке
Принимаем N=6.
Полученное число форсунок удовлетворяет рекомендациям /14/, в соответствии с которым общее количество форсунок не должно быть более 12 шт., что обеспечивает их рациональное размещение внутри сушилки и простоту обслуживания.
Высота факела форсунки, выше которой поднимается не более 1% частиц (капель) шликера,
Радиус окружности распыления, внутри которого выпадает 99% всех частиц (капель) шликера,
Диаметр цилиндрической части сушильной камеры
где l – расстояние по окружности между соседними форсунками.
Принимаем l=0,15 м, получаем:
Тогда
Форсунки располагаются по окружности вокруг вертикальной оси сушильной камеры. Диаметр данной окружности
Высота сушильной камеры Δhк, равная расстоянию от уровня установки форсунок до потолка сушилки, принимается на 0,5 м больше высоты факела:
В соответствии с рекомендациями /14/ принимаем расстояние от уровня отбора отработанного теплоносителя до выгрузочного отверстия Δhотб=1,7 м.
Расстояние от уровня установки форсунок до уровня установки горелок составит (0,5–0,8) H99.
Определив основные габаритные размеры сушильной камеры, рассчитываем начальные параметры процесса сушки.
Высшая теплота сгорания топлива
здесь gп.в.г. – количество образующихся при горении топлива паров воды, кг/м3.
Величину gп.в.г. находим, используя данные статьи «расход продуктов горения»
gп.в.г=
.Находим
Максимальное теплосодержание продуктов горения
,где ηт – к.п.д. топки; gвозд – теоретический расход воздуха на горение, кг/м3; gс.п.г. – теоретическое количество сухих продуктов горения, кг/м3.
В распылительной сушилке применяются встроенные газовые горелки. При таком расположении газовых горелок ηт=1.
Находим величину gвозд:
Величину gс.п.г. находим используя данные статьи «расход продуктов горения»:
Получаем
Максимальное начальное влагосодержание продуктов горения
Теплосодержание наружного воздуха
Начальное теплосодержание теплоносителя
где х – соотношение между количеством избыточного воздуха продуктов горения и теоретическим количеством сухих продуктов горения, х=0,3 – 6.
Для распылительных сушилок с встроенными горелками х рекомендуется принимать ближе к значению 0,3.
Принимаем х=0,35. Находим
Начальное влагосодержание теплоносителя
По точке пересечения I1 =2188 кДж/кг = const и d1 = 118,704 г./кг = const на I – d диаграмме находим начальную температуру tн равную 1430 оС
Определяем конечные параметры процесса сушки. Принимаем температуру порошка на выходе из сушилки θк по точке пересечения линии теоретического процесса сушки I1=const (линия ВС) с линией φ=100% по I-d диаграмме. Откуда θк=80 оС.
Рис. I-d диаграмма
Величина удельных теплопотерь составит:
∆ =
*[GА.с.общ. *cc*(θн – θк) + 4,19* Gвл. ш.* θн – 4,19*Gост.* θк] – qвл.окр,Где qвлокр – относительная величина теплопотерь в окружающую среду.
Потери тепла в окружающую среду принимают равными 210 -250 кДж/кг испаренной влаги ⁄15⁄.