Распылительная сушилка

Существует  большое количество конструкций  центробежных дисков.  Для распыления вязких растворов, грубых суспензий или подвижных паст применяют сплошные диски в виде тарелки, так как скорость раствора, слетающего с диска, вследствие скольжения меньше, чем при распылении другими типами дисков. В ряде случаев для уменьшения скольжения на поверхности диска делают канавки круглого или прямоугольного сечения или выполняют диски с лопатками. Для того чтобы получить большую производительность при малом диаметре факела распыла, необходимо применять многоярусные диски. На таких конструкциях при малых диаметрах дисков легко получить высокие скорости вращения. Для получения однородного распыла при дисковом распылении необходимо вращать  диск с постоянной скоростью без колебаний и вибраций. Подача раствора должна быть постоянной, а поверхность диска достаточно гладкой.

Преимущества  и недостатки распыления с помощью  центробежных дисков: Распыление с помощью центробежных дисков имеет большие преимущества по сравнению с другими способами распыления. На диске можно распылять растворы с высокой вязкостью, включая грубодисперсные суспензии и пасты.

Диски не имеют  малых   отверстий   для   прохода   раствора, поэтому они не засоряются и работают надежно, давая равномерный распыл. При распылении на одном и том же диске можно  изменять производительность по раствору в пределах ±25%  без существенного изменения дисперсности и факела распыла. На одном диске можно получить большую   производительность (до 15000 кг/ч), Расход электроэнергии в несколько раз меньше, чем при пневматическом распылении и немного выше по сравнению   с   механическим   распылением.   При   дисковом   распыле сушильная установка легко автоматизируется.

К числу недостатков  этого метода распыления следует  отнести  большую стоимость распыливающего механизма, необходимость тщательного ухода, в частности, за смазкой и состоянием самого диска, иначе при пуске вследствие дебалансировки произойдет порча продукта, а в некоторых случаях - сушильной камеры.

 

3. Исходные данные для проектирования

 

W^ш =50% начальная влажность шликера

W^п =7% конечная влажность материала, после сушки.

t_ш=20 поступающего в сушилку

t_п=70 выгружаемого из сушилки

g_ун=1% унос порошка с отработанными газами

Число рабочих  смен в сутки N=3

Эксплуатационных часов в смену t=8ч

Эксплуатационных часов в сутки t=24ч

Рабочих дней в  неделю N_дн=7

Рабочих недель в году N_нг=50

Коэффициент использования  оборудования К=0,95

Пустотность керамической плитки Кп=4%

Объёмная масса  керамического черепка g=1800 кг/м³

Потери при  прокаливании п.п.п.=5%

Размеры керамического  камня 150*150*9 мм

Производительность  гидравлического пресса марки К/PY – 160(Тюрингия) П_ч=2800 шт/ч

t¹=300° С – температура сушильного агента при входе в сушильный барабан.

t²=120° С- температура сушильного агента на выходе.

d¹=40 гр/кг – влагосодержание сушильного агента при входе в суш. барабан.

 

4. Определение  производительности сушилки

 

Часовую производительность сушилки по условной плитке берем по производительности формовочных прессов, в нашем случае мы взяли гидравлический пресс K/PY-160 (Тюрингия) с часовой производительностью по условной плитке П_ч=2800 шт\ч.

Тогда производительность  в год:

П_г=П_ч* N_дн*N_нг *t*К=2800*50*7*24*0,95 = 22344000 шт\год

Объём одной  условной плитки

V_k=0,15*0,15*0,009=0,0002025 м³

Часовое кол-во по массе обожженного продукта

G_ч= П_ч* V_k*g*(1-К_п/100)=2800*0,0002025*1800*(1-4/100)=1020,6 кг/ч

Абсолютно сухого сырца

G`_ч= G₄/(1-п.п.п./100)=1074,3157 кг/ч

Абсолютно сухого материала поступающего в сушилку  с учётом уносов

 G``_ч= G`₄/(1- g_ун/100)=1085,1673 кг/ч

Порошка выходящего из сушилки

G_п= G`_ч/(1-W_п/100)=1207,0962 кг/ч

Порошка подлежащего  сушке с учётом уносов

G`_п= G_п/(1- g_ун/100)=1219,289 кг/ч

Шликера подлежащего сушке в распылительной сушилке

G_ш= G`_ч/(1- W^ш/100)*(1- g_ун/100)=2170,3347кг/ч

Испарённой  влаги

∆G_w= G_ш- G`_п=951,0457 кг/ч

 

5. Расчет  теплового баланса установки

 

А) Теоретический процесс сушки.

Зная начальные  параметры t¹=210° С, d¹=40 (гр/кг), j=10%  Используя i-d диаграммы найдём  конечную точку при теоретическом процессе сушки C₀ c параметрами t²=134, d²=70(гр/кг).

Теоретический расход сушильного агента

(кг/ч).

Б) Фактический процесс сушки.

 Далее необходимо  найти величину уменьшения энтальпии дымовых газов Δ.

 ΣQ=Q_м+Q_{окр среду}+Q_и

• Расход теплоты на нагрев материала

G_{сух мат}-производительность по сухому материалу,

c_м- теплоемкость шликера при средней влажности.

(кДж/кг° С).

(кДж/ч).

• Расход теплоты на испарение влаги с учётом затрат теплоты на перегрев образовавшихся паров

(кДж/ч).

∆G_w- расход испаряемой влаги.

• Удельные потери теплоты в окружающую среду

Q_{окр.сред}=Q_перекр+Q_{цилиндр}+Q_конус

Тепловой поток  через плоскую часть перекытия

Q_перекр=K×F(t_w-t_e)=30,2×0.29(210+20)=2014 кДж/ч

F-площадь перекрытия

м²

К- коэффициент  общей теплопередачи 

Тепловой поток  через гладкую поверхность цилиндрического ограждения

Q_{цилиндр}= K×F(t_w-t_e)=0.29×102,6×(210+20)=6843,42 кДж/ч

F=πDH=3.14×6,2×5,26=102,6м²

    

Тепловой поток  через гладкую поверхность конусную часть ограждения

Q_конус= K×F(t_w-t_e)=39,4×0.29×(210+20)=2628 кДж/ч

     

       S Q_{окр.сред}= Q_перекр+Q_{цилиндр}+Q_конус =11485,42 кДж/ч

 

Суммарные потери:

S Q=11485,42+40287+2774923 = 2826695,42 кДж/ч

Тогда (кДж/кг).

 

Откладываем эти  потери на диаграмме от точки C₀ вертикально вниз. Получаем точку К. Проводим через точки В и К прямую. Пересечение этой прямой с φ=10% даст конечную точку фактического процесса сушки. Ее параметры t^2-2=94° С, d^2-2=61 (гр/кг). Прямая ВС₁- прямая фактического процесса сушки.

 Рассчитаем  расход сушильного агента при  фактическом процессе сушки 

(кг/ч).

 

Тепловой баланс:

Приходные статьи	Кол-во теплоты кДж/ч	Расходные статьи	Кол-во теплоты кДж/ч
Тепло сушильного агента Q.СА= L.СА*(IB-I0)=45285,7*(332-261)	3215285	на нагрев материала	40287
		на испарение  влаги	2774923
		в окружающую среду	11485,42
		Неучтеные потери=0.15*сумму расход статей	424004
Сумма	1434400	Сумма	3250700

Невязка баланса  1,1%. 

 

 

7. Технико-экономические  показатели

 

При определении  удельного расхода топлива учитываем  к.п.д. топки, принимаемый h_t=0,9[4].

Определяем  удельный расход сухих газов на 1 кг испаренной влаги.

 

Расход топлива m_т=Q/(Q_н^р*КПД) =94(м³)

где Q_н^р- низшая теплотворная способность., природного газа шебелинского месторождения 38300 (кДж/м³).

К.п.д. установки