Навигация
Расчет сушильной установки
82659
знаков
0
таблиц
20
изображений
1.2 Расчет сушильной установки
1.2.1 Материальный баланс сушильной установки
Обычно задается годовая производительность сушилки по готовому продукту. Тогда часовая производительность сушилки будет G2 (в кг/ч):
G2 = G/(ab)
где G-годовая производительность по готовому продукту, кг ; a – число часов работы сушилки в сутки; b – число рабочих дней в году; величины a и b зависят от характера производства; обычно для непрерывнодействующих производств принимают a = 22ч. b = 330 сут, иногда принимают 7000-8000 рабочих часов в году.
Если в процессе сушки происходят безвозвратные потери материала, часовую производительность рассчитывают с учетом этой поправки:
G'2 = G2/k
где k – коэффициент, учитывающий выход продукта; он должен составлять 0,95 - 0,99.
Количество удаляемой влаги W(b кг/ч) определяют из уравнения материального баланса
W = G2(w1-w2)/(1-w1),
где w1 и w2 - начальная и конечная влажность материала, масс. доли.
Тогда производительность сушилки по исходному материалу составит (в кг/ч)
G1 = G2 + W.
В процессе сушки масса абсолютного сухого вещества (G c) не изменяется, если нет уноса его частиц или других потерь, т.е. (в кг/ч):
G c = G1 (1-w1) = G2(1-w2)
откуда
G1 = G2(1-w2)/ (1-w1)
При этом влагосодержания материала будут:
начальное
w10= w1/ (1-w1);
конечное
w20 = w2/ (1-w2)
1.2.2 Тепловой баланс сушильной установки
Для испарения влаги и проведения совместно с сушкой других термических процессов к материалу необходимо подвести тепло. Его можно подводить различными способами в зависимости от способа сушки. Если на основании опытных данных известен режим процесса, то из теплового баланса можно определить расход тепла на сушку и расход соответственно топлива, электроэнергии, пара.
Суммарный расход теплоты в сушилке
ΣQ = Qисп + Qм + Qп + Qг + Qд + Qт
где Qисп , Qм - расход теплоты соответственно на испарение влаги и нагревание материала; Qп и Qг - потери теплоты соответственно в окружающую среду и с отходящими газами; Qд -расход теплоты на дегидратацию, разрушение энергии связи с материалом и другие эндотермические процессы; Qт - расход теплоты на нагревание дополнительно вводимых сред (пара, сжатого воздуха и транспортных средств.
Для непрерывнодействующих сушилок рассчитывают часовой расход теплоты, для сушилок периодического действия - расход теплоты на один цикл сушки. Расход теплоты (в кДж/ч) на испарение жидкости
Qисп = W(Hп - Hж),
на испарение воды
Qисп = 4,19 W(595 + 0,49tг - Ө1)
где Hп – энтальпия перегретого пара жидкости при температуре отходящих газов; Hж – энтальпия жидкости при начальной температуре материала; tг – температура отходящих газов, К; Ө1 – начальная температура материала, К.
Расход теплоты на нагревание высушенного материала(в кДж/ч):
Qм = G2см(Ө2 - Ө1),
где Ө2 – температура материала, уходящего из сушильной камеры, К; см теплоемкость высушенного материала, кДж/(кг · К).
Причем
см = сс (1 –w2) + w2с2,
где сс - теплоемкость абсолютно сухого материала, кДж/(кг · К).
Потери теплоты сушилкой в окружающую среду (в кДж/ч):
Qп = KFп.с (t'- t0)
где K - коэффициент теплопередачи через стенку сушилки; Fп.с - наружная поверхность сушилки; t' - средняя температура в сушилке, К; t0 - температура окружающей среды, К.
Теплоизоляцию сушилки подбирают с учетом того, чтобы температура наружной стенки не превышала 40—50 °С (313-323 К). До определения максимальной поверхности сушилки можно приближенно принять удельные потери теплоты в окружающую среду qп = 125 ч 420 кДж на 1 кг испаренной влаги в зависимости от влажности материала (меньшую величину принимают для высоковлажных материалов).
Потери теплоты с отходящими газами составят
QT = LH2 ,
где Н2-энтальпия отходящих газов.
При расчете сушилок часто приходится учитывать дополнительное количество воздуха Lдоп, который поступает в сушилку через загрузочное отверстие и другие неплотности. Обычно принимают
Lдоп ≈ 0,1 L
Расход теплоты на дегидратацию и другие эндотермические процессы (в кДж/ч)
Qд = q'д G2 .
где q'д -средняя удельная теплота дегидратации, отнесенная к 1 кг готового (сухого) продукта.
1.3 Возможности интенсификации процессов сушки
В связи с ростом производства различных химических продуктов, повышением требований к их качеству, совершенствованием технологии производства появляется необходимость в разработке новых способов сушки, обеспечивающих высокое качество продукта, максимальную автоматизацию, механизацию и значительную интенсификацию процесса.
Условная удельная интенсивность процесса (например, съем влаги с 1 м3 любого аппарата) зависит от концентрации материала, точнее - от активной поверхности тепло- и массообмена материала в единице объема, от максимально допустимых потенциалов переноса теплоты и массы и от гидродинамической (аэродинамической) обстановки.
Например, при двух различных способах сушки удельная интенсивность испарения может быть одинаковой, если в первом случае поддерживается более высокая концентрация материала, а во втором - более высокие температуры газовой фазы. Анализируя с этой точки зрения каждый сушильный аппарат, можно выявить возможность максимальной интенсификации процесса в нем и соответственно его перспективность для использования в промышленности.
Для интенсификации процессов сушки и повышения экономической эффективности работы аппаратов могут быть выбраны следующие пути:
использование более высоких начальных температур теплоносителя в условиях автоматизированных контроля и регулирования температуры. С повышением температуры теплоносителя резко сокращается длительность сушки, в результате материал сохраняет свои качественные показатели. При этом уменьшаются удельные расходы топлива и электроэнергии;
использование больших локальных скоростей (сопловая сушка), пульсирующих газовых потоков и вибрации частиц материала, закрученных высокоскоростных потоков (вихревая сушка) и т.д.;
применение электрических и магнитных полей;
применение перегретых паров испаряемой из материала жидкости в качестве теплоносителя (водяные пары, пары органических растворителей - тетрахлорид углерода, хлорбензол и т.д.);
применение комбинированных способов сушки и совмещение различных процессов в одном аппарате;
использование вторичных энергетических и тепловых ресурсов производства (тепло отходящих газов, а также котельных, сушилок и других термических установок).
Похожие работы
... приходящаяся на одну опору: Роп = 7367/4 = 1842 Н.(4.1.8.7) Принимаем опоры по ГОСТ 26296-84 с допускаемой нагрузкой 0,0063 МН. 5. СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ Установка для переработки отходов слюдопластового производства может быть полностью автоматизирована. В данной части дипломной работы подробно рассмотрена автоматизация сушилки кипящего слоя и вспомогательного оборудования. При ...
... , подаваемой в ИП скруббер. В сочетании с относительной скоростью газа в сечении камеры он обеспечивает расчетный режим очистки. 2.4 Получение гидроизоляционного кровельного материала из отходов переработки хлопка Важным вопросом в процессе контроля и организации очистки запыленного воздуха, выбрасываемого в атмосферу является проблема утилизации выделенных в процессе газовой очистки так ...
0 комментариев