Физика \ Физико-механические свойства горных пород

Расчет сушилки для хлористого калия. Производительность (по высушенному материалу) . Выбор конструкции сушилки и условий ее работы

Страницы работы

Фрагмент текста работы

решетку выбирают провального типа (рекомендуемую при сушке солей), с диаметром отверстий d_o_тв = 5 мм(с отверстиями меньшего размера решетку трудно изготовить);

6) допускается некоторая неравномерность высушенного материала по конечному влагосодержанию, поскольку при хранении все частицы соли приобретают одинаковую влажность.

Указанные факторы позволяют предварительно выбрать однокамерный сушильный аппарат с вертикальными стенками.

Для обеспечения лучших гидродинамических условий выбираем аппарат круглого сечения.

Высоту кипящего слоя, в аппарате принимаем в 4 раза больше высоты зоны действия струй (зоны гидродинамической стабилизации):

мм

Температуру разбавленных воздухом топочных- газов, поступающих под решетку, принимаем t₁ = 800° С, температуру выходящих газов t₂ = 125° С, что позволит исключить конденсацию паров в пылеулавливающей аппаратуре (циклонах, фильтрах). Температуру выгружаемой соли приближенно можно принять равной температуре отходящих газов, т. е. Θ₂ = 125° С.

Подачу комкующейся влажной соли для обеспечения равномерного «кипения» следует производить не концентрированно, а равномерно распределяя материал по поверхности слоя (с помощью разбрасывателей).

Выгрузку соли рекомендуется производить непосредственно у решетки вывода из аппарата комков.

Расчет

1. Количество влажного материала:

2. Количество испаряемой влаги:

кг/ч

или

3.Расход тепла:

4.Удельный расход тепла: , '

5. Расход сушильных газов:

Теплоемкость газов взята при средней температуре, равной 0,5 (800 + 125) = 462,5° С.

6.Удельный расход газов:

7.Скорость газов. Предварительно рассчитываем критическую скорость псевдоожижения для частиц среднего размера, пользуясь графиком Ly = f для температуры в слое, которую можно считать равной температуре уходящих газов, т. е. 125° С.

Критерий Архимеда:

Рассчитаем как для воздуха

Критическое значение критерия Лященко:

Критическая скорость псевдоожижения:

Рабочее значение критерия Ly выбираем при найбольшей порозности кипящего слоя ( = 0,75), так как для процессов сушки, идущих в первом периоде, интенсивность процесса тем выше, чем больше скорость газов.

Тогда число псевдоожижения:

Скорость газов (считая на полное сечение решетки):

w = K_ww_кр = 0,038- 15 = 0,57 м/сек

Скорость газов непосредственно у решетки выше (из-за более высокой температуры) и равна:

Приняв живое сечение решетки равным 10% от всей ее площади, получим скорость газа в отверстиях решетки:

10*1,54=15,4 м/сек

Эта скорость достаточна для псевдоожижения слоя не только с частицами наибольшего диаметра (d_макс = 0,5 мм), но и с более крупными образованиями (комками), что видно из следующего расчета.

Если принять число псевдоожижения для укрупненных частиц небольшим, лишь достаточным для их перемещения (например, К_w = 3), то критическая скорость псевдоожи-жения для них:

Тогда:

Значению = 1,74*10 соответствует значение Аг = 10⁷. Тогда диаметр укрупненных частиц:

Таким образом, у отверстий решетки в состоянии перемещаться даже комки,диаметр которых ~14 мм.

8. Размер решетки. Полную площадь решетки определим из выражения:

Диаметр решетки.

9. Сепарационное пространство. Высоту сепарационного пространства принимаем в 4 раза больше высоты кипящего слоя:

Общая высота аппарата (над решеткой):

Проверим, будут ли выноситься из аппарата наименьшие частицы соли равные 0,1 мм:

Критерий Лященко, соответствующий уносу частиц, составит Lу_вит = 0,15, а скорость витания частиц диаметром 0,1 мм:

Действительная скорость газа в сепарационном пространстве для аппарата с вертикальными стенками:

(с некоторой погрешностью плотность отходящих газов рассчитана, как для воздуха). Таким образом, аппарат с вертикальными стенками не обеспечит осаждения частиц соли диаметром менее 0,1 мм. Поэтому, если необходимо обеспечить их осаждение в сепарационном пространстве сушилки, то его сечение должно быть расширено до значения:

(здесь коэффициент 1,1 учитывает некоторое снижение скорости потока по сравнению со скоростью витания для обеспечения осаждения частиц).

Диаметр сепарационного пространства при этом:

Если некоторый пылеунос допустим, то аппарат может иметь цилиндрическую форму.

Скорость сушки

Время процесса сушки:

Объём заполнения материалом сушилки

Масса материала сушимая в сушилке за один оборот.

Число оборотов ротора обеспечивающая полную сушку материала

Рассчитаем крутящий момент необходимый для вращения ротора. Для этого посчитаем силу трения на решетки и силу трения о боковую стенку и моменты трения