烘干车间工艺课程设计

1、学校代码：学号:水泥工业热工设备课程设计说明书题目：h烘干车间工艺设计学生姓名：学院：学院系别：系专业：班级：指导教师：一X年月摘要本课程设计主要是对烘干机的设计计算，烘干物质是矿渣，以顺流的烘干方式进行计算。该烘干系统包含的主要设备有：回转烘干机、旋风收尘器、袋收尘器以及其它辅助设备一如提升机、带式输送机、排风机、鼓风机、螺旋输送机、料仓等。设计的主要计算为热平衡的计算和物料平衡计算。本课程设计主要是对烘干机车间的设计进行了详细的讲述。通过原始资料及实际条件，主要进行了回转烘干机产量和水分蒸发量计算，烘干机的热效率；在燃烧室热乎衡计算中，计算了空气量、烟气量、烟气组成以及收入热量和支出热量，

2、因热量收支平衡从而计算出混合用冷空气量；燃烧室设计计算，计算了燃烧室的耗煤量及炉膛容积，喷嘴直径；除尘系统中说明了除尘分管的直径计算和废气的排放浓度和排放量计算，通过废气的排放量、温度和含尘浓度进行除尘系统及排风机实务选型以达到符合废气排放标准的要求。通过对主要数据的计算，选择出符合要求的设备型号，达到节能环保的国际要求，同时又能够使公司利益最大化。关键词：烘干机车间；烘干机；燃烧室；输送机；收尘器目录引言错误!未定义书签。第一章原始数据及设计条件错误!未定义书签。设计技术条件、技术参数等错误!未定义书签。第二章回转烘干机产量和水分蒸发量3回转烘干机产量3烘干机的水分蒸发量3回转烘干机的操作方

3、式3烘干机功率4物料在烘干机内的停留时间4第三章燃烧室热平衡计算5干燥无灰基转化为收到基的计算5空气量、烟气量及烟气组成计算5热平衡计算6收到热量6支出热量6第四章烘干机热平衡计算8收入热量8支出热量9烘干机的热耗和热效率10第五章燃烧室设计计算11耗煤量计算11燃烧室炉膛容积计算11喷煤嘴直径计算11空气用量12一次风用量及风速12喷煤嘴直径12燃烧室鼓风机选型12要求鼓风量12鼓风机压力12鼓风机选型13第六章除尘系统13烘干机废气量13除尘器选型计算13旋风收尘器选型及阻力计算13袋式收尘器选型及阻力计算14除尘风管直径15排风机选型16进排风机风量16除尘系统总阻力17排风机选型17废

4、气排放浓度和排放量18废气排放浓度18废气的排放量18结论19参考文献19A烘干车间工艺流程图卜19斗关矍升.期i=r我国水泥产量已经连续十年居世界第一位。随着十二五规划的即将编写和制定，我国水泥工业将会面临着更快更好的发展机遇。同时随着国家对节能减排和环保要求力度的不断加大，我们必需进行水泥工业调整结构，实现水泥工业由“粗放型”向“集约型”的转变，必须在水泥工业的发展中加大采用新技术新设备的力度。重点对产品质量低劣，环境污染，资源浪费的小型水泥厂实施停产改造或坚决关停，并加大水泥标准向国际标准靠拢的步伐，实现产品质量升级，产品结构调整的目的，争取在2020年以前率先完成国家对单位GDP能耗标

5、准，真正做到水泥工业的现代化。我国回转窑水泥厂的燃料基本上以煤为主，煤粉制备大多采用风扫煤磨系统。本次新型干法水泥生产线的毕业设计，使我们进一步了解水泥厂工艺设计的基本内容和方法，为将来从事水泥厂设计打下了基础。这个d熟料新型干法水泥生产线，采用先进的新型干法预分解窑工艺技术装备，国产低压高效率预热器和可控气流高效篦冷机。整条生产线充分体现了“产品、质量、效益”的指导思想，可以大大降低能耗和投资，提高产品质量，降低成本，从而为公司的发展创造良好的条件，有明显的经济效益和社会效益。可见，水泥是国民经济建设中不可缺少的建筑材料。为了加速水泥工业的发展，减少能耗，提高质量，降低成本，改善环境，增加产

6、量，不断提高经济效益，合理配置以新型干法水泥生产线为中心，大力推动水泥工业的发展现状。第一章原始数据及设计条件设计技术条件、技术参数等：1 .烘干机类型：回转烘干机2 .烘干物料：矿渣3 .产量G=10(t/h)4 .烘干机干燥方式：顺流式5 .矿渣初水分：W1=20%6 .矿渣终水分：W2=1%7 .进烘干机烟气温度：ti=800C8 .出烘干机烟气温度：t2=120C9 .进料温度：t3=20C10 .出料温度：t4=110C11 .烘干机筒体表面温度：tf=130C12 .环境温度：ta=20C13 .大气压力：P=99992Pa14 .燃烧室类型：煤粉燃烧室15 .煤的热值:Qnet=

7、27810(kJ/kg)16 .煤的工业分析：17.煤的元MarAdVdafQnet,ar (kJ/kg)27810素分析:CdafHdafOdafNdafSdaf18.煤粉燃烧室热效率：刀=19废气出烘干机含尘浓度为10g/Nm320.忽视空气中带入水汽第二章回转烘干机产量和水分蒸发量回转烘干机产量烘干机的产量通常按单位容积蒸发水分量指标进行计算1(2-1)AVfAV或Gf=1000W)F1000(山4100-W1100W2式中：Gf一回转烘干机的产量（按含有初水分W的湿物料计算）G一回转烘干机的产量（按含有终水分的湿物料计算）V一回转烘干机容积W1物料的初水分,W2一物料的终水分,A一回转

8、烘干机的单位容积蒸发强度查硅酸盐工业热工基础表6-4得 A=37k为hAVW1-W2、100012)1Gf100-W1AV1000(W)100-W23781.4c/20-1、1000()100-2012.68th13781.42011000(2°-)100115.69th烘干机的水分蒸发量W1000G(WW)1100W1201W100012.680100203.0115t水/h(2-2)由此可根据硅酸盐工业热工基础表6-2选取电机型号为：Y225M-6电机转速：min电机功率：P=30kw根据以上计算G.Gf.W的值和烘干机产量的要求G=10t/h.选用烘干机规格2.418m是正确的

9、，符合要求。回转烘干机操作方式选择根据初水分含量的高低及物料粘性选择顺流式或逆流式，还可以根据场地大小选择烘干物料五矿渣，初水分含量不太高，且矿物粘性不大选择顺流式烘干机。烘干机功率NKD3Lmnf1(2-3)式中:N一回转烘干机要求功率，KW;D一回转烘干机直径，m;L一回转烘干机长度，m;3m烘干机物料堆积密度，t/m；查新型干法水泥设计手册776页表14-7可知,干的酸性粒状矿渣密度为t/m3,此处选rm0.625t/m3。n电机转速，n3r/min；K随烘干机负荷率而定的系数，此处选K=选自新型干法水泥设计手册表5-4115页NKD3Lrmn0.0692.43180.625332.19

10、kw物料在烘干机内的停留时间1.7711F1式中：一物料休止角，摘自硅酸盐工业热工基础表Dn40o14-7得P776(2-4)F一烘干机内结构阻碍物料系数摘自硅酸盐工业热工基础一烘干机倾斜角tani%i4摘自硅酸盐工业热工基础表5-1P112l匚F1.77；401811.457minDn2.292.43.2第三章燃烧室热平衡计算3.1干燥无灰基转化为收到基的计算AarAd(100Mar)7.89(1003.5)761Car100100MarAar100Cdaf1001003.507.6180.3071.38(3-1)同理可得：Har(100Mar100Aar)Hdaf(3-2)SarVarOa

11、rNar0.88890.61000.888911.610.310.88891.41.240.530.888944.4639.52100357616.100.88896.101005.423.2空气量、烟气量及烟气组成计算基准：100kg煤粉，列表计表组成质量(kg)物质的量(kmol)燃烧所需理论空气量(kmol)烟气量(kmol)O2N2CO2H2OSO2O2N2总计CHON一SW一_表3-1A一合计797.0052126.35当2=时烟气中过剩O2量（）=.79烟气中过剩N2量1.401527kmol21实际烟气量烟气组成（）烟气体积（Nm3/kg煤粉）理论空气用量为Va07.005100

12、22.47.472Nm3/kg煤粉10021实际空气用量为Va1.27.4728.966Nm3/kg煤粉35265c理论烟气量为V0差工22.47.899Nm3/kg煤粉100实际烟气量为V419422.49.394Nm3/kg煤粉1003. 3热平衡计算谩令用至气显执L均居的化聿毡部为热热加气5热*嬲用生钻物图：3-3-1燃烧室热平衡如图3-3-1平衡范围：燃烧室平衡基准：1kg煤粉，0C收到热量（1）煤粉化学热：qDwQnet,ar27810kJ/kg煤粉（3-3）（2）煤粉量热为：q煤粉1C煤+11.262025kJ/kg煤粉（3-4）查资料新型干法水泥工艺设计手册知煤粉在20c时平土&

13、#167;比热c煤=kJ/（Nm3C）（3）空气显热为：设混合用冷空气量为v混Nm3/kg煤粉q空气（V混Va）Cata（V混8.966）1.2962025.92V混232kJ/kg煤粉查资料知：干空气在20c时平均比热ca1.296(kJ/Nm3C)总收入热量qDwq煤粉q空气278102525.92V混2322806725.92V混kJ/kg煤粉支出热量(1)热烟气带出的热量计算如下：出燃烧室烟气温度为800C,烟气总量=VV理Nm3/kg煤粉不同气体在800c时平均比热见表3-2:不同气体在800c时平均比热、烟气量表:3-2气体名称CO2H2OSO2。2N2空气800时平均比热kJ/N

14、m3C烟气量3Nm/kg煤粉V混摘自：硅酸盐工业热工基础表：4-13q烟VC烟t烟V混C空t烟(1.3332.1400.6501.6680.0042.1860.3141.4507.0931.367)800V混1.385800112781108V混kJ/kg煤粉(2)燃烧室损失热量的计算如下：燃烧室热效率：=q损QDW(1-)27810(1-0.9)2781kJ/kg煤粉(3-5)总支出热量q烟q损112781108V混2781140591108V混(3)热量平衡收入热量=支出热量2806725.92V混140591108V混得：V混12.945Nm3/kg煤粉烟气总量及烟气比热分别为：烟气总理

15、VV混9.39412.94522.339Nm3/kg煤粉11278110812.9453800c时烟气的平土匀比热为1.434kJ/(Nm?C)22.339800第四章烘干机热平衡计算平衡范围：烘干机进料口到烘干机出料口平衡基准：1kg汽化水，0c烘干机平衡示意图：水:，土2, 斯提4废气，七2 、好物料挈寸，t3 1 wl-wc收入热量:回僦干札研姆群3-2T进烘干机热烟气带入热量：qilCiti1ll 1.434 8001147.2 1 kJ/kg 水式中：q 进烘干机热烟气带入热量，kJ/kg水;1 蒸发1kg/水需要的热气体量，Nm3 / kg水t1 进烘干机烟气温度，CG 进烘干机热

16、气体平均比热，kJ / Nm3 C(2)进烘干机湿物料带入热量：(4-1)q2100 W 100 WC100CwW100t3(4-2)10020100110.84()4.1868204.1868201001100100157.2RJ/kg水式中:q2进烘干机湿物料带入热量，kJ/kg水;w进烘干机物料初水分，%W2出烘干机物料终水分，%t2进烘干机湿物料的温度，Cw水的比热，Cw=kJ/(kgC)c绝干物料的比热，kJ/(kgC),查资料知：20c时c=kJ/(kgC)总收入热量二q1+q2=(l+)kJ/kg水；4.2支出热量120c时不同气体的平均比热、废气量如表4-1120c时不同气体的

17、平均比热、废气量表：4-1气体名称CO2H2OSQ。2N2空气120c时不同气体的平均比热3_kJ/Nm3C废气量(Nm3/kg煤粉)(1)蒸发水分及水汽带走的热量：1q3=2490+a2O2(4-3)=2490+=kJ/kg水式中：q3蒸发水分及水汽带走的热量，kJ/kg水2490每千克水在0c是变成水蒸气所需的汽化潜热，kJ/kg水Ch2o水蒸气由0c升至t2时的平均比热，kJ/(kgC)t2出烘干机废气温度，C出烘干机废气带走的热量：q4lc2t21(4-4),1.3331.7300.6501.5090.0041.8280.3141.3211.2977.09312.9451.302、彳l

18、()1201.3330.6500.0040.3147.90312.945159.80kJ/kg水式中：q4出烘干机废气带走的热量，kJ/kg水C2出烘干机废气的比热，kJ/Nm3Ct2出烘干机废气温度，120cl出烘干机废气量，Nm3/kg水(3)出烘干机物料带走的热量q5100 W C 100 W2皿 W2100W2100t4(4-5)100 20100 10.84100 1(100 )14.1868 110100404.55kJ/kg水式中：qs出烘干机物料带走的热量，kJ/kg水t4出烘干机物料温度，110c4)烘干机筒体散热损失：C6F&t)/W1(4-6)53156(1302

19、0)3011.5=302kJ/kg水式中：q6烘干机筒体散热损失，kJ/kg水F烘干机筒体散热表面积m2,F1.15DLD烘干机直径，mL烘干机长度，m1.15考虑到滚筒和大齿轮等所增加的表面系数tF筒体外表面平均温度，Ct周围环境温度，CW烘干机每小时水分散发量，kg水/h传热系数，kJ/(m2hC),见表4-2回转烘干机筒体表面传热系数kJ/(m2hC)表4-2：tFt(C)外界风速(m/s)02468100509211513214815063106131148164总支出热量53%2715159.81404.55302kJ/kg水(3793.41159.80l)kJ/kg水(3421.5

20、5159.8l)kJ/kg水5)热量平衡收入热量=支出热量11472157.293421.55159.8l得：l3.306Nm3/kg水4. 3烘干机的热耗和热效率热耗：q热效率:lC1tl3.306 1.434 8000.92490 CH2Ot2 Cwt34214kJ/kg 水q24901.8781204624第五章燃烧室设计计算5. 1耗煤量计算耗煤量为：gnlC1t1gclC1tl 1Qnet,ar皿W2 1Qnet,ar100 W3.306 1.434 8000.9 278100.151520 1100 200.1515kg 煤粉/kgzK0.360kg煤粉/

21、 kgft干物料(5-1)GcW?g3011.50.1515456煤粉/h(5-3)式中：g烘干机的煤耗，kg煤粉/kg水gc烘干机的煤耗，kg煤粉/kg烘干物料Gc燃烧室耗煤量，kg煤粉/h燃烧室热效率5.2燃烧室炉膛容积计算：燃烧室炉膛容积：VGcQnet,ar456.242781018.66m3qv680000(5-4)式中：V燃烧室炉月t空间容积，m3qv燃烧室炉膛容积热强度，kJ/(m3h)或kw/m3,煤粉燃烧室的qv一般为4435010:8310kJ/(mh)。5.3喷煤嘴直径计算5.3.1空气用量每千克煤实际空气用量(a=)时为：Va8.966Nm3/kg煤粉每秒钟空气用量为：

22、Vs量8J9663241.136Nm3/S转换为工作状态为：Vp1.13627320”13251.235m3/Sp273999925.3.2一次风用量及风速可燃挥发份含量为：VTV粉100r100AM39.52100100-7.61-3.544.46 %煤粉燃烧室的主要操作参数表：5-1物料种类挥发份含量V(%)一次风量(%)一次风速(m/s)二次风速(m/s)空气过剩系数无烟煤29152012161822摘自硅酸盐工业热工基础120页表5-9查上表取一次风比例43%则一次风用量Vp0.431.2350.430.531m3/sp一次风速取25m/s5.3.3喷煤嘴直径喷煤嘴直径包5310.16

23、4m(5-5)，425取外径为小=172mm的喷煤嘴如果用两个喷煤嘴，则喷煤嘴直径为P531/20.116m.44外径取小=124mm的喷嘴5.4燃烧室鼓风机选型5.4.1要求鼓风量燃烧室总风量：V总GcVa4568.9664088Nm3/h考虑50%的风量储备，要求在工作状态下的鼓风量为：鼓风机风量40880.431.5也卫1013252868m3/h273999925.4.2鼓风机压力煤粉燃烧室一次风鼓风机压力一般为2000-3000Pa5.4.3风机选型9-19-4型高压离心通风机表：5-2转速r/min全风压pa风量m/h出风口方向电动机型号电动机功率kw传动方式电机外形尺寸mm电机质

24、量kg2900411225040oY112M-24A43558771543第六章除尘系统烘干机废气量11VW(l)(6-1)w式中：V一出回转烘干机废气量，Nm3/h;W烘干机每小时蒸发水分量，kg/h；l一蒸发1kg水需要的热气体量，kg/kg水；w一水汽的密度，m0.804kg/Nm3。11V W(l ) 3011.5 (3.306)烘干机废气量：rw0.80413702Nm3/h除尘器选型计算本设计采用二级除尘：一级采用旋风收尘二级采用电收尘6. 2. 1旋风除尘器选型及阻力计算1 .进入旋风除尘器风量考虑烘干机漏风20%, 管道散热。设收尘器温度降至100oC ,则进入旋风收尘器风量为

25、：VV (1 20%) 13702 甯0露5 22765m3/h2 .进入旋风除尘器气体含尘浓度 废气出烘干机系统含尘浓度为340g / Nm则进入旋风除尘器含尘浓度为:CiV1370210 10 6.02g/mV22765a型号筒径 mm净化能力m3 / h筒数CLT/a 4X750116802500043.旋风收尘器选型表 6-1 :熊会思选自新型干法水泥厂设备选型使用手册 由以上可算得：熊然编著表 624页1进风口宽度：b 3.85截面积：A 2.5b2进口风速：W2.5V>0.753.85-2 0.1950.195m(6-2)3600 0.0954.旋风除尘器总阻力计算腺 1.1

26、1-0.4 J-Cl,100020.095m227653600 0.095 416.64 ( m/ s )2 1(6-3)(6-4)式中：V时一旋风除尘器的流体阻力，Pa；G一粉尘浓度，Ci一旋风筒阻力系数对6.02g/m3;2731.293 273 100Y型出口，0.946 kg/m3;5.0 ；W进口风速，W=m/SoP旋 1.11-0.46.02_4420.946 16.6421000 0.946697.34 (R)电收尘器选型及阻力计算1. 进入电收尘器风量考虑该段漏风5%,并考虑设备及管道散热，进袋收尘废气温度降至90oC,则进入除尘器风量为：V电V旋(1 5%)273 90273

27、 903. 22765 1.05 23262.4(m / h)273 100273 100电收尘器选型：根据以上计算可选用RB管极式电收尘器UB型电收尘器技术性能表：6-2技术参数处理风量(m3/h)电场风速(m/min)有效断面积(m2)气体允许最高温度(C)收尘器阻力(Pa)进口气体含尘浓度(g/Nm3)除尘效率(%)16800-32400300<196<30>=99选自：选自新型干法水泥厂设备选型使用手册熊会思熊然编著表P677电收尘器阻力计算电收尘器阻力以嗜169Pa计算除尘风管直径除尘风管直径可按下式计算:14VD管 J33600 管除尘风管风速W管,一般倾斜管道(

28、6-5)管=1216 m/s；垂直管道 管=812 m/s,水平管道管=1822m/s。计算出的风管直径，应按圆形通风管道统一规格选型，见表新型干法水泥工艺设计手册5-18P130。在选用除尘风管管径时应优先选用基本系列。风管规格选择后，应重新计算风管风速。表：6-3外径(mm)壁厚(mm)基本系列辅助系列一般除尘风管含尘浓度图的除尘风管_8009001000850950烘干机至旋风除尘器阶段：设该段以垂直风管计，取管10m/s4 22765 3600100.897m取外径920mm,壁厚1 4.0mm ,则管内径为920-2920-2 4 912mm管内实际风速：W管1 _2D管136004

29、42.旋风除尘至电收尘段设该段以倾斜风管计，取 管2 14m/s227650.9122 36009.68m/s4V电D管233600管24 232623600140.77m取外径800mm,壁厚2 3mm,则管内径为780-2 2 800-2 3.5管内实际风速：W管2 V 空一 13.08m/s 2D管内 2 3600 0.7932 360044793mm3.电式除尘器到排风机段设该段以倾斜风管计，取 管3 14m/s4V排4 26014.35 八0.81m3 3600 管 1 360014取外径850mm,壁厚1 3mm,则管内径为850-2 1 850-2 3.5 843mm26031.

30、1212.96m/s管内实际风速：W管3 32一D管内336004排风机选型进排风机风量考虑漏风5%,风量储备10%,进排风机温度将至80 C,则排风机的风量:0.8432 3600427380273803V排5(110%5%)232621.1526014.35m3/h2739027390除尘系统总阻力设燃烧室负压为30Pa,回转烘干机的阻力为150Pa,管网阻力为400Pa考虑20%风压储备。除尘系统总阻力为：P总1.2(P燃嗑P旋P电%)1.2(30150621196400)1676.4排风机选型普通离心通风机的性能，一般指在标准状态下的性能，当气体温度t和大气压力p改变时，风机全风压可按

31、下式计算：Hi(R273t2)1H2P2273t1(6-6)如选用普通离心通风机，要求风机全风压:HiH2(旦)(2)1676.410132502046.6PaP2273t19999227320排风机型号表：6-4排风机型号转速r/min全风压Pa风量m3/h出风口方向电动机型号电动机功率kw传动方式外形尺寸mm质量kg4-72-8型离心通风机1600247818160°Y180M-222C609选自：新型干法水泥厂工艺设计手册972页表15-126如选用Y4-73型锅炉引风机，要求风机风量:P273t210132527380H1H2(1)(2)1676.41267.8PaP2273t1