технологічних газів, м3/с; - швидкість руху газів у робочому просторі. Її величину вибирають з умов забезпечення min пиловиносу з робочого простору в інтервалі 4 ... 10 м/с,
При прийнятому пиловиносу з печі приймаємо швидкість руху газів на рівні 10 м/с.
Продуктивність печі по глинозему складе:
;
Середній час перебування шихти в печі:
;
Обсяг газоподібних продуктів горіння визначаємо за виразом:
,
де q '- уд. витрата теплоти на 1т глинозему. За досвідченим даними його значення можна прийняти рівним 5 650 кДж/кг; mгл - вихід глинозему, т.
;
Загальна кількість відхідних з печі газів дорівнює сумі продуктів згоряння і технологічних газів (водяної пари щільністю 0,804 кг/м3), отриманих при кальцинації гідроксиду алюмінію (див. табл.3):
;
Секундний витрата відхідних газів з урахуванням середнього часу перебування матеріалів складе:
;
З урахуванням середньої температури газів в печі
обертається піч кальцинування глинозем
витрата відхідних газів буде дорівнює
Тоді відповідно до формули
;
При використанні двошарової футеровки, що складається з високоглиноземисті цегли розміром 250 мм, шару теплової ізоляції 30 мм, і товщиною стінки кожуха 20 мм:
Загальну довжину печі визначають як суму довжин окремих її зон Ln =? Li, де i=1; Li - довжина кожної i -той технологічної зони.
По довжині піч кальцинації можна поділити на 4 зони.
Зона сушіння - найбільш холодна частина печі. Тут гази змінюють температуру від 250 до 600 ° С. Протягом цієї зони відбувається повне випаровування гігроскопічної вологи гідроксиду алюмінію.
Зона обезводнення і кальцинації. У ній гази змінюють температуру від 600 до 1050 ° С. Нагрівається матеріал змінює температуру від 200 до 950 ° С. У цій зоні повністю видаляють хімічно зв'язану вологу, а гідроксид перетворюється на безводний?-Аl2О3.
Зона прожарювання знаходиться в області палаючого факела. Протягом цієї зони відбувається перетворення приблизно 25-30%?-Аl2О3 В?-Аl2О3. Гази в цій зоні змінюють температуру від 1050 до 1400 ° С. Матеріали змінюють температуру від 950 до 1250 ° С.
У зоні охолодження температура прокаленного глинозему знижується з 1250 до 1000 ° С.
Довжину зони сушіння визначають за формулою
,
де Gгл - кол-во глинозему, що проходить через зону на годину, т/год; і W- початкова та кінцева вологість гідрату, виражена в частках одиниці;
?- Допустима напруга робочого простору сушильної зони по удаляемой волозі (0,07 ... 0,09 т м2 · год);
F - площа поперечного перерізу робочого простору печі, м2.
Вихідна вологість гідрату (за умовою) становить W=8%. Величину кінцевої вологості приймаємо рівною 0.
З урахуванням способу завантаження (через завантажувальну трубу-течку) напруга робочого простору сушильної зони по волозі? приймаємо рівним 0,05 т/м2 · год.
Довжину зони зневоднення і кальцинації визначаємо за формулою
, де
гл - продуктивність зони з урахуванням зміни маси шихти в результаті виділення газів і пилеунос, т/год,
Qл - витрати теплоти в зоні на компенсацію теплових втрат, ендотермічних рекции і фізичну теплоту газів і пилу, кДж;
X - ширина поверхні шару матеріалу, м;
Д - довжина ділянки закритою поверхні шару матеріалів в поперечному перерізі печі, на якому він контактує з кладкою, м;
qл - променистий тепловий потік на матеріал від газів і кладки, Вт/м2,
qк - конвективний тепловий потік, Вт/м2;
qл - променистий тепловий потік від кладки до матеріалу при їх безпосередньому контакті, Вт/м2.
Продуктивність печі по глинозему розраховується за формулою
,
де m - витрата продукту на 1 т вихідного матеріалу, який визначається з матеріального балансу печі, т/ч.
У цій зоні теплопоглинання йде:
на нагрів шихти до температури (200 + 950)/2=575 ° С (з урахуванням 25% пиловиносу):
;
де 0,532 - теплоємність шихти, кДж/(кг · К);
випаровування вологи і нагрівання парів Н2О:
;
де 2257 - уд. теплота випаровування вологи, кДж/кг;
, 376 · 4,1868=1,574 - теплоємність парів води, кДж/(моль · К),
підігрів пилу до 875 ° С:
;
розкладання гідроксиду алюмінію по реакції:
А1 (ОН) 3=Аl2О3 + ЗН20 - 2580 кДж,
;
Де 78 - молекулярна маса гідроксиду алюмінію,
- молекулярна маса глинозему.
У підсумку теплоспоживання в зоні кальцинації складе:
, 74 + 725995,62 + 903...
