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技術文章

6250kg/h礦石回轉圓筒干燥器

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6250kg/h礦石回轉圓筒干燥器

一、設備設計條件:

1、物料條件:

物料名稱:   礦石

初含水量:    25%計算;

終含水量:    1%;計算;

產(chǎn)   量:    6250kg/h;

濕物料溫度: 常溫(θ1=20℃);

熱風溫度:   t1=450℃;

出風溫度:   t2=100℃;

干燥后物料溫度:θ2=110℃;

環(huán)境空氣溫度參數(shù):空氣溫度為t0=20℃,空氣含濕量為d0=O.O1k****/kg干空氣;

物料絕干比熱設為:Cs=0.4kcal/kg·℃

加熱方式:   直接式燃氣熱風爐;

電源:       電壓380V±10V,50Hz;

二、工作原理:

回轉圓筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉的圓筒體。濕物料由皮帶輸送機(用戶自備)連續(xù)定量從窯頭加入,經(jīng)過圓筒內(nèi)部時,與通過筒內(nèi)的熱空氣進行有效地接觸面被干燥,干燥后的產(chǎn)品從窯尾出來,因物料的顆粒有細粉塵產(chǎn)生故需要考慮布袋除塵系統(tǒng),尾氣由引風機排入大氣中。在干燥過程中,物料借助于圓筒的緩慢轉動,在重力的作用下從較高一端向較低一端移動。干燥過程中所用的熱載體為熱風爐所產(chǎn)生的熱量。因物料對產(chǎn)品品質(zhì)要求高,故采用關風機連續(xù)進料。轉筒干燥器雖是最古老的干燥設備之一,但目前在冶金、建材、化工等領域仍被廣泛使用。因物料要求終水分幾乎為零,且物料 的承受溫度不受限制,故采用逆流的形式。

三、特點:

1、生產(chǎn)能力大,可連續(xù)操作;

2、結構簡單,操作方便;

3、故障少,維修費用低;

4、適用范圍廣,可以用它干燥顆粒狀物料,對于那些附著性大的物料也很有利;

5、操作彈性大,生產(chǎn)上允許產(chǎn)品的產(chǎn)量有較大波動范圍,不致影響產(chǎn)品的質(zhì)量;

6、容易清掃;

三、物料衡算:

脫水量:W水=2000kg/h

原料供應量:W原=W產(chǎn)+W水=6250+2000=8250kg/h

四、熱量衡算和熱風質(zhì)量流量計算:

1、絕干物料量:G=(1-0.01)×6250=6288kg/h

2、蒸發(fā)量:W=2000kg/h H2O 

3、按環(huán)境溫度20℃,蒸發(fā)水份潛能取595kcal/kg·℃,全系統(tǒng)的熱量是由如下四個部分組成:Q總=Q1+Q2+Q3+Q4, 

3.1 Q總-由干燥介質(zhì)(450℃)空氣提供,根據(jù)能量守恒,干燥介質(zhì)提供的熱量等于全系統(tǒng)所需的熱量,所需熱量為Q總(kcal/h);

3.2 Q1-蒸發(fā)水份所需熱量,混合溫度取130℃;

3.3 Q2-物料吸收所需熱量,比熱取0.40出料溫度為110℃;

3.4 Q3-排濕熱量,取排濕溫度80℃,所需空氣量為L(kg/h);

Q1= W水(595+0.45×t2-1×t0)=2000(595+0.45×100-1×20)

=1240000Kcal/h

Q2= W產(chǎn){cs×(1-ω2)+1×ω2}×(θ2-θ1)

=6250{0.4×(1-1%)+1×1%}×(110-20)=228375Kcal/h

Q3=0.15×(Q1+ Q2)=0.15(1240000+228375)=220256Kcal/h

L=(Q1+ Q2+ Q3)÷〖(i1- i2′)-0.1×0.24×(t2- t0)〗

i1- i2′=(0.24+0.45 d1)×(t1- t2)=(0.24+0.45×0.01)×(450-100)=85.58kcal/kg

L=〖(1240000+228375+220256)〗÷〖85.58-0.1×0.24×(450-20)〗=19804Kg/h

3.5干燥所需的熱量Q干=G×(i1- i0)

i1- i0=(0.24+0.45×d1)×t1+595×d1-(0.24+0.45×d0)×t0-595×d0

=(0.24+0.45×0.01)×450+595×0.01-(0.24+0.45×0.01)×20-595×0.01=105.14kcal/kg

Q干=19804×105.14=2082094Kcal/h

為了確保產(chǎn)量,放10%的余量,因此:

干燥系統(tǒng)所需空氣量為:L=19804×1.1=21784kg/h

在100℃時干燥所需空氣體積:19804÷0.96=20629m3/h

在20℃時干燥所需空氣體積:19804÷1.2=16503m3/h

計算三個不同狀態(tài)下的熱焓:

環(huán)境空氣熱焓:i0=(0.24+0.45×0.01)×20+595×0.01

=10.84kcal/kg干空氣

熱風熱焓:i1=(0.24+0.45×0.01)×450+595×0.01

=115.98kcal/kg干空氣

 排風溫度和進風含濕量下的熱焓:

 i2′=(0.24+0.45×0.01)×100+595×0.01

=30.4kcal/kg干空氣

五、轉筒直徑計算:

根據(jù)經(jīng)驗,可取質(zhì)量流速:v=1.5kg/m2·s,則轉筒直徑為:

  D==2.22m,圓整后去D=2.2m

六、轉筒容積計算: 

干燥強度的確定:根據(jù)礦石的干燥強度參數(shù),ω1=25%,

 ω2=1%,t1=450℃,t2=100℃,干燥強度:A=25-50kg/m3·h,

現(xiàn)在熱風溫度為t1=450℃,排風溫度為t2=100℃, ,經(jīng)比較,可取A=40kg/m3·℃,則轉筒容積為:

 V=1.2×W水/A=1.2×2000/25=60m3

七、轉筒長度計算:

Z=V/(0.7854×D2)=60/(0.7854×2.22)=15.8,經(jīng)圓整,取Z=16m

因此設備型號為:HZG-2.2×16(筒體直徑為2.2m,干燥筒體長度為16m)

八、干燥時間計算:

對于逆流工況,干燥時間有以下計算式:

 τ=0.23×Z/(S×n0.9×D)+8×Z×v/(G×dp0.5)

式中:Z----筒體長度,Z=16m;

S----轉筒傾斜度,S=tgβ,β---傾角,β=2.5°,S=0.0437;

 D----筒體直徑,D=2.2m;

n----轉筒轉速,n=4r/min;

v-----熱風質(zhì)量流量, 20629kg干空氣/h=5.73kg干空氣/s

G-----產(chǎn)量,G=6250kg/h=1.73kg/s

dp-----產(chǎn)品平均粒徑,dp=100μm

∴τ=0.23×16/(0.0437×40.9×2.2)+8×16×5.73/(1.73×1000.5)

   τ=10.99+42=53min

九、設備筒體壁厚計算:

對于無襯層筒體的壁厚,當筒體直徑D為2~3.6m時,筒體壁厚δ1=16mm,材質(zhì)為碳鋼與SUS316L復合板(12+4),滾圈下筒體壁厚δ2=32mm。

 十、揚料板設計:

1.進口處焊有1m長的螺旋導板,減少進口處的原料堆積。

2.出口處也焊有1m長的螺旋導板,減少產(chǎn)品夾帶和加快排出產(chǎn)品。

3.其他部位采用折板形的升舉式揚料板。

 揚料板的數(shù)量:n1=(6~10)×D,則:n1=6×2.2=13.2,為了使加工時,便于圓周均分,現(xiàn)取n1=12;

揚料板高度:根據(jù)設計資料,揚料板半徑方向的高度hR與轉筒直徑D  的關系,取hR/D=0.15,則hR=0.15×2.2=0.33m,楊料板厚度:5mm,材質(zhì)SUS316L

十一、設備布袋計算和選用:

1、排風80℃時的空氣體積流量為:L1=20629m3/h,取布袋過濾速度1.5m/min,濾袋規(guī)格型號為Φ120×2000,則濾袋數(shù)量為:259,取260只;濾袋材質(zhì)為防水防油防靜電覆膜濾袋;過濾目數(shù)為500目。箱體材質(zhì)為物料經(jīng)過處SUS316L.出料為螺旋出料。

注:由于設備選用1臺回轉窯連續(xù)干燥,布袋除塵器選為GMC-260;

十二、引風機選型:

根據(jù)排氣量換算應選用9-26-10D-55Kw型引風機

 風量:21465m3/h  壓力:5920Pa  功率:55Kw

 轉速:1450r/min,帶調(diào)風閥,減震墊;

十三、電器控制:

① 總線電壓和電流顯示,風機電壓和電流顯示。

② 電器啟動:

(1).引風機啟動;(2). 滾筒轉動采用變頻調(diào)速;(3).進料關風機采用變頻調(diào)速;

③ 溫度和壓力測量:

  (1).熱風出口溫度測量. (2).布袋除塵器進風口溫度測量.

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