Расчет сушки, хлорида калия топочными газами

Vсл = 0,5×1000×4,76/(262×2400×(1 – 0,45)] = 0,0068 м3.

По практическим данным обычно принимают высоту слоя

Нсл = 80d0 = 80×4 = 320 мм = 0,32 м,

где d0 = 4 мм – диаметр отверстий.

Диаметр отверстий распределительной решетки выбирают из ряда нормальных размеров, установленного ГОСТ 6636-69 (в мм): 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6.

Общая высота аппарата Н = 5Нсл = 5×320 = 1600 мм.

 

7 Гидравлическое сопротивление сушилки

Основную долю общего гидравлического сопротивления сушилки ∆Р составляют гидравлические сопротивления псевдоожиженного слоя РПС и решетки Рр

 

Величину ∆РПС находят по уравнению:

 

 

Для удовлетворительного распределения газового потока необходимо определенное соотношение между гидравлическими сопротивлениями слоя. Минимально допустимое гидравлическое сопротивление решетки Рmin вычисляется по формуле:

 

Порозность неподвижного слоя e0 для шарообразных частиц принимают равной 0,4.

Гидравлическое сопротивление выбранной решетки:

 

Коэффициент сопротивления решетки ξ = 1,75.

Значение Рр = 1638 Па превышает минимально допустимое гидравлическое сопротивление решетки Рmin = 346 Па.

Общее гидравлическое сопротивление сушилки в соответствии с уравнением равно:

.

8 Подбор вспомогательного оборудования

8.1 Подбор дозаторов

Часовая объемная производительность установки:

Q = 3600×Gм/rн = 3600×0,27/2000 = 42 м3/час,

где rн = 2000 кг/м3 – насыпная плотность KCl.

Для загрузки установки выбираем винтовой питатель типа ПВ-160 со следующими характеристиками:

производительность – 0,6¸6 м3/час,

диаметр винта – 160 мм,

диаметр вала – 60 мм,

мощность привода – 2,2 кВт.

 

Для разгрузки установки выбираем шлюзовой питатель типа ПШ1-250 со следующими характеристиками:

производительность – до 1,46 ¸ 14,2 м3/час,

объем ротора – 0,0126 м3,

мощность привода – 1,1 кВт.

 

8.2 Подбор циклона

Циклоны ВЦНИООТ – циклоны с обратным конусом. Применяются для улавливания сухой, неслипающейся, абразивной пыли, а так же для малослипаюшейся пыли (сажа, тальк).

Циклоны с нижним выводом воздуха. Циклоны НВГ разработаны на базе циклонов ЦН-15 и СДК-ЦН-33, и применяются в производстве моющих средств, а так же для улавливания пыли кокса в литейном производстве. При улавливании коксовой пыли с медианным диаметром 120 мкм эффективность циклонов данного вида достигала 97-98%.

Скорость воздуха в циклоне:

=(2×700/160×0,52)0,5 = 4,1 м/с,

где = 160 – коэффициент сопротивления циклона типа ЦН-15,

      DР = 700 Па гидравлическое сопротивление циклона.

Диаметр циклона

= [0,5/(0,785×4,1×0,52)]0,5 = 0,5 м.

Выбираем циклон марки ЦН-15-500 диаметром 500 мм со следующими характеристиками:

Производительность по воздуху - 2270-2645 м3/ч,

Высота - 2280 мм,

Масса - 112 кг.

8.3 Подбор газодувки

Объемный расход воздуха на выходе:

Q = L/r2 = 0,5 / 0,52 = 1 м3/с.

выбираем турбогазодувку ТВ-600-1,1 для которой

напор 10000 Па,

производительность 10,0 м3/с.

 

9 Конструктивный расчет

9.1.  Толщина обечайки

d ≥ DP/(2sj-Р) +Cк,

где D = 0,8 м – диаметр греющей камеры аппарата;

      P = 0,1 МПа – давление греющего пара;

      s = 138 МН/м2 – допускаемое напряжение для стали [2 c.76];

      j = 0,8 – коэффициент ослабления из-за сварного шва [2 c.77];

      Cк = 0,001 м – поправка на коррозию.

d ≥ 0,8×0,1/2×138×0,8 + 0,001 = 0,002 м.

Согласно рекомендациям принимаем толщину обечайки d=10 мм.

9.2 Днище и крышка

Снизу аппарат закрыт коническим стальным отбортованным днищем,

а сверху – конической отбортованной крышкой с углом при вершине 120°

 

9.3 Фланцы

Соединение обечайки  с днищем и крышкой осуществляется с помощью плоских приварных фланцев по ГОСТ 12834-67.

 

9.4 Штуцера

Диаметр штуцеров рассчитывается по формуле:

d =

,

где G – массовый расход теплоносителя,

       r - плотность теплоносителя,

       w – скорость движения теплоносителя в штуцере.

Принимаем скорость воздуха в штуцере на входе w = 3 м/с, на выходе из сушилки  3 м/с, тогда штуцер для входа воздуха:

d1 =

= 0,64 м

принимаем d1 = 600 мм;

Все штуцера снабжаются плоскими приварными фланцами по ГОСТ 12820-80.

9.5 Опоры аппарата

Масса аппарата.

Масса цилиндрической обечайки:

Go = 0,785(Dн2 – Dв2)Нr = 0,785(0,8202 – 0,8002)1,6×7800 =317 кг,

где Н = 1,6 м – высота цилиндрической обечайки,

      r = 7800 кг/м3 – плотность стали.

Масса конического днища Gкд =107,3 кг по ГОСТ 12619-78

Принимаем массу вспомогательного оборудования (загрузочное и разгрузочное устройства, фланцы,штуцера, газораспределительная решетка) 30% от массы основных частей аппарата, тогда полная масса аппарата:

Ga = 1,3(Go+Gкк+Gкд) = 1,3(317+107,3+107,3) =691 кг = 6910 Н.

 

Принимаем, что аппарат установлен на трех опорах, тогда нагрузка приходящаяся на одну опору:

Gоп = 6910/3 = 2303 Н

Выбираем опору с допускаемой нагрузкой 4 КН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данной курсовой работе была спроектирована сушильная установка для высушивания кристаллов хлорида калия. В ходе курсовой работы были проведены технологический расчет и выбор вспомогательного оборудования.

В первом разделе описаны достоинства и недостатки сушильных установок с кипящим слоем и приведена технологическая схема такой сушильной установки.

В разделе, посвященном описанию конструкций оборудования, приведены конструкции типовых сушилок с кипящим слоем и выбран аппарат, в котором выполняется процесс сушки кристаллов хлорида калия. Также описана конструкция очистительных устройств и выбран его тип.

В технологическом разделе приведены расчеты, необходимые для проектирования промышленного объекта. Определен расход воздуха на сушку

L = 30 кг/ч при начальной  температуре 700 °С, рассчитан диаметр сушилки

D = 0,7 м.

В качестве вспомогательного оборудования рассчитаны газодувка и очистительное устройство – циклон. По результатам расчета выбрана турбогазодувка ТВ-600-1,1 и циклон D = 0,5 м.

Рассчитанная сушильная установка удовлетворяет техническому заданию и может быть использована в производстве.