Расчет установки для сушки сульфата аммония

Далее материальный баланс процесса сушки ведется раздельно для двух периодов года.

Для летнего периода:

I==75,19 .

Полный расход воздуха на сушку определяется:

- массовый L, :

                                                   L= I,                                                        (13)

L=75,19=9,474;

- объемный:

- на входе в сушильный барабан V, :

                                                  V=,                                                          (14)

-на выходе из сушильного барабана V, :

V=,                                                        (15)

где  ,- плотность воздуха на входе и выходе его из сушилки, ,

===0,944;

===1,058;

V==10,036;

V==8,954;

Средний объемный расход воздуха V,  составляет:

V= ,                                                          (16)  

V= = = 9,495.

Расчет материального баланса сушки для зимнего периода года аналогичен выше приведенному расчету. Результаты расчетов сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – Материальный баланс сушки

3.3  Расчет основных размеров сушильного барабана

Объем барабана V, м равен:

          V=,                                                          (17)

где A - объемное напряжение барабана по влаге, , для сульфата аммония принимаем A= 5 [3, таблица 9.2, с. 300]

.

По справочным данным выбираем барабанную сушилку № 7208 со следующими характеристиками [3, табл. 9.3, с.301]:

- объем сушильного пространства: V= 86,2м;

- внутренний диаметр барабана: d= 2,8м;

- длина барабана: l= 14м.

Действительная скорость воздуха в барабане , :

      ,                                                              (18)

где V - средний объемный расход воздуха на сушку, , расчет ведем по максимальному значению (для зимы), V;

.

Данное значение соответствует рабочей скорости сушильного агента в барабане [3, табл. 9.1, с.298].

Среднее время пребывания материала в сушилке , с:

            ,                                                          (19)

где G - количество находящегося в сушилке материала, кг:

                                     ,                                                                       (20)

где  - доля заполнения барабана высушиваемым материалом, принимаем =0,12 [3, с. 298];

- насыпная плотность материала, для сульфата аммония принимаем

= 890 [1. таблица II, с. 511].

кг;

с.

Угол наклона барабана ,  составляет:

                             ,                                            (21)

где n- частота вращения барабана, , принимаем n= 3  [3, с. 298];

,

Данное значение допустимо [3, с. 302].

4 Расчет калорифера

Расчет и конструирование калориферов, входящих в комплект оборудования сушильной установки, состоит в определении необходимой площади теплоотдающей поверхности, числа калориферов и варианта их компоновки.

В качестве горячего теплоносителя в калорифере принимаем водяной пар, его температура на входе и на выходе примерно одинакова и составляет:

                 ,                                                   (22)

где t- температура воздуха на входе в сушилку, , t=100 ;

.

Принимаем .

Ориентировочное значение требуемой площади живого сечения  калорифера f, м:

,                                                         (23)

где L- полный массовый расход воздуха на сушку, , L= 10,162 (в соответствии с таблицей 1);

- массовая скорость набегающего потока воздуха при начальной температуре, , для стальных  калориферов=10 [2, с.37];

м.

Выбираем стальной оребренный спирально-навивной  калорифер типа КФСО-9 (3 шт.) с площадью живого сечения =0,378 [2, приложение 3, таблица III.II].

Действительная массовая скорость в калорифере ,  составляет:

,                                            (24)

где  n- количество выбранных калориферов, n=3 шт.

.

Коэффициент теплопередачи k,  для принятого типа калорифера определяется [2, таблица1]:

.

Требуемая площадь поверхности калориферной установки F,  м равна:

  ,                                 (25)

где - коэффициент запаса, принимаем  [2, с.38];

- средний температурный напор между горячим теплоносителем и воздухом в калорифере, :

,                                                   (26)

;

- количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха:

,                                               (27)

.

 м.

Число калориферов в калориферной установке , шт:

,                                                (28)

где - поверхность нагрева одного калорифера, м

=141,9 м [2, приложение 3, таблица III.II];

 шт.

Принимаем =3 шт.

Сопротивление движению воздуха в калориферной установке , Па  составляет:

,                                                                   (29)

где А, b- коэффициенты, A=3,28; b=2,01 [2, таблица 2];

 Па.

5 Подбор вспомогательного оборудования

В комплект сушильной установки помимо калорифера входят пылеулавливающие устройства и вентиляторы.

5.1 Выбор пылеулавливающих циклонов

Расчетная скорость газа в циклоне ,  определяется:

,                                                                   (30)

где - потери напора в циклоне, м вод ст, для циклона ЦН-15 принимаем =80 м вод ст [2, с. 40];

- коэффициент местных сопротивлений, для циклона ЦН-15 принимаем = 105 [2, с. 40];

.

Требуемый диаметр циклона , м  равен:

         ,                                                        (31)

где - объемный расход воздуха на выходе из сушилки,  ,

=9,605 (в соответствии с таблицей1);

n- количество циклонов, шт, принимаем n= 4 шт;

м.

Полученное значение округляем до ближайшего стандартного =0,9м [2,табл.V.I].

Степень очистки газа от пыли в циклоне при среднем диаметре пылевых частиц  составляет  [4, рисунок 2, с.11].

Потери давления в циклоне , Па составляют:

  ,                                                     (32)

Па.

5.2 Выбор вентилятора

Вентилятор устанавливаем после циклона, т.е. он будет работать на “отсос”, в противном случае может быть пыление в рабочее помещение через неплотности в системе.

Производительность вентилятора равна:

.

Принимаем 4 вентилятора.

.

Потери давления (общее сопротивление системы) Н, Па:

  ,                                         (33)

где ,-потери давления в калорифере и циклоне соответственно:

=269Па, =680Па;

- потери давления в сушилке, Па, принимаем =140Па [2. с.44];

Па.

Требуемый диаметр рабочего колеса вентилятора , м:

,                                                   (34)

где n- число оборотов колеса, принимаем n= 1000 [2,с. 45];

- окружная скорость колеса, :

,                                                           (35)

где - безразмерный полный напор, принимаем =0,5 [2, стр. 45];

- плотность перемещаемого воздуха, =1,058;

;

м.

Полученное значение диаметра рабочего колеса округляем до ближайшего стандартного =1,0 м и выбираем номер вентилятора №10 [2, таблица