Шахтная печь для обжига извести Пр. = 100 тыс. м2/год

8. Аэродинамический  расчет

Рассчитываем гидравлическое сопротивление печи.

А) гидравлическое сопротивление  зоны подогрева

Определяем критерий Рейнольдса:

 

Где удельная производительность печи, т с 1 м²/сут;

        обжигаемого сырья, м.

Тогда  

Коэффициент сопротивления  α = 82;

 

Где  высота зоны подогрева, м.

Подставляя числовые значения, получим

 

Б) гидравлическое сопротивление  зоны горения

Определяем критерий Рейнольдса:

 

Коэффициент сопротивления  α = 85;

 

В) гидравлическое сопротивление зоны охлаждения

Определяем критерий Рейнольдса:

 

Коэффициент сопротивления  α = 85;

 

Общее аэродинамическое сопротивление  печи равно сумме всех сопротивлений:

 

При подборе дымососа учитываем  запас давления примерно до 40% к общей  сумме сопротивлений:

 

При подаче горячих газов () необходимо подачу дымососа рассчитывать при действительной температуре, а создаваемое давление определять по формуле:

 

Где 1,2 – плотность воздуха, кг/м³;

        плотность газов при ;

 

Где 1,3 – плотность газа при нормальных условиях(0°С и 101 325 Па).

Тогда

 

Объемный расход при данной температуре составляет:

.

При заданных условиях подбираем  специальный дымосос со следующей  характеристикой.

 

Тип дымососа  ————————  Д-13,5

Давление:

    Минимальное  ———————  2850 Па

    Максимальное ———————  3150 Па

Подача:

    Минимальное  ——————— 35 000

    Максимальное  ——————— 87 500

Угловая скорость  ————

К.п.д.  ———————————— 

 

Мощность электродвигателя дымососа ровна:

 

Для дымососа Д-13,5 потребляемая аэродинамическая мощность равно: N = 43кВт. дымосос устанавливают на загрузочной площадке печи. Дымовую трубу делают невысокой (10-15 м), и она служит лишь для отвода газов, направляемых в нее дымососом. Воздух в шахту печи нагнетается вентилятором через трубу, уложенную в нижней части шахты над конусом разгрузочного механизма. Объемный расход воздуха равен:

 

Он распределяется таким образом, что в печь через  холодильник его поступает 70% и непосредственно в зону горения – 30%.

Подача дутьевого  вентилятора для хорошо герметизированных  печей должна быть не менее  при расчетном давлении  воздуха . По номограмме каталога для подбора центробежных вентиляторов высокого давления серии ВВД подбираем вентилятор ВВД №11 с разъемным кожухом; к.п.д. ƞ_в = 0,55. Условное число оборотов А = 10 000. Угловая скорость:

 

Расчетная мощность электродвигателя при к.п.д. передачи ƞ_в = 0,95 равна:

 

Установочная мощность электродвигателя при значении коэффициента запаса мощности К = 1,1 равна:

 

Подбираем электродвигатель: тип электродвигателя 4АМУ 225, N = 30 – 55 кВт, угловая скорость 750 – 3000 об/ мин. Диаметр воздуховодов определяют в зависимости от местных сопротивлений и допустимой скорости движения воздуха по трубам.

9. Область применения

Область применения извести многогранна и важна. Наиболее крупными потребителями данной продукции являются черная металлургия, строительная индустрия, целлюлозно-бумажная промышленность, химическая промышленность, сахарная промышленность и сельское хозяйство. Также в значительных объемах известь используется для охраны окружающей среды (нейтрализация сточных вод и дымовых газов).

Охрана окружающей среды: Известь используется при  очистке  дымовых газов от оксида серы. Известь смягчает воду, осаждает органические вещества, находящиеся  в воде, а также производит нейтрализацию кислых природных и отбросных сточных вод.

 

Сельское  хозяйство: При внесении извести  в почву устраняется вредная  для сельскохозяйственных растений кислотность. Почва обогащается кальцием, улучшается обрабатываемость земли, ускоряется гниение гумуса, при этом заметно снижается потребность во внесении больших доз азотных удобрений. Известняк используется для улучшения качественной характеристики почвы, например, в сельском хозяйстве. Воздействием извести раскисляется почва, пополняется запас кальция в коллоидном комплексе почвы, повышается доступность фосфора для растений, улучшает физические свойства почвы, её водный и воздушный режим. В сельском хозяйстве известь используется для известкования - дезинфекции животноводческих ферм, бытовых помещений. В животноводстве и птицеводстве гидратная известь используется для подкормки с целью устранения дефицита кальция в рационе животных, а также для общего улучшения санитарных условий содержания скота.

Металлургия: Неоценимо значение применения извести  в горнодобывающей и перерабатывающей металлургической промышленности. Известь - необходимый компонент в технологическом процессе обогащения полиметаллических и железистых руд горно-обогатительных комбинатов.

Химическая  промышленность: Перспективно применение гидратной извести и известковых сорбентов для получения химически осажденного высокодисперсного карбоната кальция, используемого при изготовлении высших сортов мелованной бумаги и как наполнителя в электронной, электротехнической, кабельной, резинотехнической, лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической промышленности. А так же известь используется для получения гипохлорита кальция, для получения фторида кальция. В нефтехимической промышленности известь используется как нейтрализатор кислых гудронов.А так же в качестве реагента в основном органическом и неорганическом синтезе.

Строительство: Известь - один из самых экологически чистых строительных материалов. Строительную известь применяют для приготовления строительных растворов, в производстве известково-пуццолановых вяжущих, в производстве термоизоляционных материалов,  для изготовления искусственных каменных материалов — силикатного кирпича, силикатных и пеносиликатных изделий, шлакобетонных блоков, газобетона (газосиликата), а также в качестве покрасочных составов, в производстве сухих строительных смесей: штукатурных, клеевых, композиций для заделки межплиточных швов, кладочных составов, шпатлевок.

Пищевая и  кожевенная промышленность: Известь  применяется в основном как омылитель жиров.

Текстильная промышленность: Известь применяется  при обработке тканей в процессе крашения.

10. Мероприятия по охране труда и окружающей среды на известковых заводах

При производстве и применении извести необходимо руководствоваться «Общими

правилами по технике безопасности и промышленной санитарии для предприятий промышленности строительных материалов» и специальными Правилами по технике безопасности для известковых заводов.

На известковых  заводах опасность для обслуживающего персонала может возникнуть при нарушении нормального хода технологических процессов и неправильном ведении работ. Особое внимание, в частности, необходимо уделять предотвращению

появления в помещениях углекислого  газа (СО₂), окиси углерода (СО) и известковой пыли.

Повышенная  опасность отравления углекислым газом  и окисью углерода имеется на загрузочной площадке шахтных и вращающихся печей. Поэтому сырье загружают только с помощью механизмов (скиповых, шахтных и других подъемников), не требующих присутствия на загрузочной площадке людей. Пыль, содержащая гашеную и особенно негашеную известь, раздражающе действует на органы дыхания, слизистые оболочки и влажную кожу. Поэтому необходимо в местах выделения известковой пыли устраивать отсосы, оборудовать помольные агрегаты эффективными обеспыливающими устройствами, а весь транспорт и бункера герметически закрывать кожухами, крышками и т. д. Также тщательно следует выполнять все мероприятия по технике безопасности при ликвидации зависаний кускового материала, возникающих иногда в шахтных печах. Устранять зависания нужно через смотровые окна при помощи специальных металлических штырей. Чтобы предотвратить ожоги лица и рук при эксплуатации печей, пользоваться смотровыми окнами (гляделками) следует очень осторожно и не подходить к ним вплотную. Смотровые окна должны открываться специальными приспособлениями на расстоянии. Нельзя допускать разбрызгивания известкового молока – оно разъедает кожу лица и рук. Известковое молоко следует транспортировать и хранить в закрытых резервуарах. Опасные места должны быть ограждены барьером. При гашении извести, особенно в холодное время года, образуется сильный туман, затрудняющий обслуживание гасильных аппаратов и вредно отражающийся на здоровье работающих. Для улучшения условий труда необходим отсос пара у мест его образования; зимой следует подавать теплый воздух к местам гашения. Все рабочие на известковых заводах должны быть обеспечены специальной одеждой, предусмотренной правилами техники безопасности для тех или иных видов работ.

11. Технико – экономическая часть

Определяем удельное количество теплоты на получение 1 кг извести:

 

Удельный расход условного  топлива равен:

 

Где – теплотворная способность условного топлива, равная 29 300 кДж/кг.

Коэффициент полезного действия печи определяем как отношение полезно расходуемой теплоты на технологические процессы к общему количеству теплоты, поступившей в печь:

 

Следовательно, 80% теплоты, от общего количества затраченной  полезно расходуется на обжиг извести.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В ходе проделанной курсовой работы мною была проанализирована шахтная печь для обжига известняка (Пр.=100 тыс. м³/год.) По полученным данным расчетов стало известно, что приход тепла составляет 3870 кДж, а расход тепла 2841 кДж. Значительную разницу в получанных результатах можно объяснить неучтенными потерями тепла в окружающую среду, через стены, низ и двери печи, а также потери на нагрев транспортирующего средства. Общая высота стен шахты составила 14,75м, длина зоны нагрева -3,75м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературных источников

1. Левченко  П. В. Расчеты печей и сушил  силикатной промышленности.  ─ СПб.:  Интеграл, 2011. ─ 368 с.
2. А.А. Вознсенский «Тепловые установки в производстве строительных материалов и изделий». Москва, 1958.
3. А.Г. Комар, Ю.М. Баженов, Л.М. Сулименко «Технология производства строительных материалов» «Высшая школа» 1990.
4. А.В. Волженский «Минеральные вяжущие вещества» Строиздат, 1986 – 464 с.
5. Монастырев А. В., Александров А. В., Печи для производства извести. Справочник, М., 1979
6. Сулименко Л. М. технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1983. – 320 с.
7. Воробьев В. А., Комар А. Г. Строительные материалы. Учебник для вузов. – М.:

Стройиздат, 1976. – 475 с.