Технологический расчет промышленных сушилок кипящего слоя. Расчет сушилки кипящего слоя для сушки сульфата аммония нагретым воздухом

5 Технологический расчет промышленных сушилок кипящего слоя.

Расчет сушилки кипящего слоя для сушки

сульфата аммония нагретым воздухом

В этом разделе при заданной производительности аппарата по готовому продукту определим расход воздуха на псевдоожижение и  найдем основные габаритные размеры сушилки кипящего слоя  для обезвоживания гранулированного сульфат аммония.

                               Исходные данные:

 Высушенный материал – сульфат аммония – (NH₄)₂SO₄

1. Производительность по высушенному материалу, G₂ = 5000 кг/ч

2. Влажность материала:         начальная,  ω₁ = 6 мас.%

                                         конечная,    ω₂ = 0,3 мас.%

3. Размер кристаллов (NH₄)₂SO₄: d_ч = 2,5 мм

4. Температура влажного материала:         начальная = 10 ⁰C,

                                                                       конечная  = 85 ⁰C

5. Теплоемкость сухого материала,       с_м = 1,75 кДж/кг ⁰C

6. Плотность материала:         кажущаяся, кг/м³

7. Сушильный агент – воздух.

8. Температура воздуха:         на входе   = 140 ⁰C,                 

                                                  на выходе = 90 ⁰C

9. Параметры наружного воздуха:  

                                                 температура,                        t₀ = 10 ⁰C;

                                       относительная влажность, ;

                               влагосодержание,                d₀ = 6,5 г/кг сух. воз.

Тепловые потери сушилкой составляют 2,5 % от расхода тепла в калорифере.

5.1 Выбор конструкции сушилки. Факторы, влияющие на выбор конструкции сушилки.

Состояние высушиваемого материала: сыпучий, комкающийся при влажном состоянии. При небольшом соотношении размеров зерен можно выбрать аппарат постоянного сечения, не опасаясь выноса материала из слоя. Указанные факторы позволяют предварительно выбрать однокамерный сушильный аппарат.

5.2 Материальный баланс сушилки

Количество влажного материала, поступившего на сушку:

Количество удаляемой влаги:

Тепловой расчёт сушилки

Внутренний тепловой баланс сушилки:

где Δ – разность удельных расходов теплоты в действительной и в теоретической сушилке;

- теплоёмкость воды во влажном материале при температуре , кДж/кг ⁰C;

- удельный дополнительный подвод тепла в сушилку, кДж/кг вл., = 0;

- удельный расход тепла в сушилке с транспортными устройствами, кДж/кг вл., = 0;

- удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом, кДж/кг вл.;

- удельные потери тепла в окружающую среду, кДж/кг вл.

Для расчёта теплового баланса сушилки необходимо изобразить процесс сушки на диаграмме I – d. (рис.4.1) Построение начинается с нахождения точки А, координаты которой соответствуют начальным параметрам воздуха перед входом в калорифер (t₀ = 10 ⁰C; ; d₀ = 6,5 г/кг сух. воз.)

Точка B характеризует параметры нагретого воздуха после калорифера (=140 ⁰C, I₁ = 166,6 кДж/кг, d₀ = d₁ = 6,5 г/кг сух. воз.). Линия АВ характеризует подогрев воздуха в калорифере.

Для определения действительного влагосодержания воздуха на выходе из сушилки необходимо построить теоретический (линия ВС′) и действительный (линия ВС) процессы сушки. Теоретический процесс сушки (адиабатическая сушка при Δ = 0) совпадает с линией постоянного теплосодержания и ограничивается линией изотермы со значением температуры  = 90 ⁰C.

Рис.4.1 I – d диаграмма для сушки сульфат аммония.

Точка С’ характеризуется параметрами воздуха на выходе из теоретической сушилки (I₁ = 166,6 кДж/кг, = 90 ⁰C, d₂^’ =30,05г/кг сух. воз.).

Удельный расход тепла в теоретической сушилке:

Принимаем удельную потерю теплоты q_пот в размере 5 % от q_теор

q_пот = 0,05^. 5946 = 297,304