Расчет группового циклона при процессе кальцинации в трубчатой вращающейся печи

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова 

(технический университет)

Кафедра печей, контроля и автоматизации металлургических процессов

Расчётно –графическое задание

На тему: ‘‘Расчет группового циклона при процессе кальцинации в трубчатой вращающейся печи’’

Автор: студент гр.    ЭП-01    ________________             / Романенкова О.В./

                                                                        ^{(подпись)                                   (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА:         _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель работы:       _____________                   /_Александров C.B. /

                                                                                     ^{(подпись)                                                                  (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2006-01-12

Введение

Независимо от способа получения гидроокиси алюминия заключительным процессом получения технического оксида алюминия является процесс кальцинации, заключающийся в прокаливании высоких температурах.

Прокаливание гидроксида алюминия необходимо для удаления внешней и конституционной влаги и получения товарного глинозема регламентированного качества для нужд электролитического производства алюминия, а также получение неметаллургических марок для других отраслей промышленности.

По мере прокаливания гидра удаляется свободная вода, протекает процесс дегидротации гидроксида алюминия и процессы перекристаллизации оксида алюминия. В общем виде это можно представить по схеме:

            100-200˚                            200-250˚                   400-500˚                     900-950˚  

Al(OH)₃                             Al(OH)₃                   AlOOH                       γ –Al₂O₃                α –Al₂O₃

                                     сушка                дегидратация                кристаллизация              

Для получения глинозема, используемого при электролизе криолитоглиноземых расплавов, процесс кальцинации ведут при температуре около 1200° в течении 15-30 мин.

Для получения неметаллургических марок глубокопрокаленного глинозема, содержащего более 85%  -А1₂Оз, процесс ведут при 1300-1400°С с добавками (например, AlF₃) для получения активного оксида алюминия  - глинозема прокаливание проводится при температуре 900-1000°С. На качество глинозема влияют крупность и форма зерна, насыпная плотность и другие важные характеристики.

Крупность глинозема определяется размерами частиц и агрегатов исходного гидроксида. При нагреве гидроксида в интервале температур 400-600°С, когда происходит его дегидратация, наблюдается некоторое измельчение материала, однако, при дальнейшем нагреве и прокаливании глинозема происходит его укрупнение в результате спекания мелких частиц до размеров, близких к размерам частиц и сростков исходной гидрокиси. Некоторое разукрупнение глинозема происходит под влиянием температурного и механического воздействия (быстрый нагреви быстрое охлаждение, активное перемешивание в печах кальцинации, холодильниках и транспортных трубах).

1.1  Дисперсный состав пыли

Дисперсный состав пыли печи кальцинации приведен в таблице №1.

Таблица №1

d, мкм	2,5	4,0	6,3	10	16	25
Содержание по массе, %	5 (95)	7 (88)	15 (73)	25 (48)	34 (14)	14 (2,5)
V, см/с	0,06	0,15	0,38	0,96	2,46	6,0

Основная масса частиц имеет форму округленных зерен. Среди частиц мельче 5 мкм встречаются частицы пластинчатой формы; цвет пыли белый (d₅₀=9,6; σ=2,06; S_уд=8560 см²/г).

Механические свойства пыли:

ρ_п=3220 кг/м³

ρ_н.у.=889 кг/м³

ρ_у=1263 кг/м³

P=403 Па

Таблица №2

Химический состав пыли (рН водной вытяжки 8,0)

Компоненты сод.% (по массе)	П.п.п 3,1	SiO2 21,1	Al2O3 72,2	Fe2O3 0,6
Компоненты сод.% (по массе)	CaO 0,7	MgO 0,1	Na2O 0,8	H2O 0,2

Таблица №3

  Равновесная влажность пыли φ_п при различной относительной влажности воздуха φ_в.

φп, %	1,35	1,7	2,55	3,9	6,25	10,5
φв, %	10	20	40	60	80	95

1.2  Характеристика отходящих газов

Характеристика газа носителя: t_г=250⁰С; 600 г/м³- запыленность газов; количество отсасываемых газов составляет 10-72 м³/ч.

Таблица №4

Состав отходящих газов

компоненты	CO2	O2	Следы CO	N2
Содержание % (по объему)	9,0	1,0	Не более 0,8	90,0