73,5 + 1779810=2894493,9 кДж
Ширину шару (хорда 1х) і контактну поверхню його з барабаном (lq) визначимо виходячи з співвідношень розмірів сегмента матеріалів в поперечному перерізі ділянки (рис.2.1) за виразами:
Рис. 2.1
;
;
де?- Центральний кут шихти в поперечному перерізі печі, який для зони підігріву може бути прийнятий рівним 80 ... 85 град., А для зони кальцинації 75 ... 80 градусам
З практичних даних приймаємо центральний кут в зоні кальцинації 82,50:
;
;
Ефективну довжину променів газового потоку визначаємо за формулою:
; де
ПЕР - периметр вільного перетину печі, м
;
Виходячи з практичних даних, коефіцієнт заповнення печі в зоні кальцинації можна прийняти 5 ... 9%. Приймаємо його рівним 7,0%. Тоді
;
Ефективна довжина променів складе:
;
Визначимо склад газів по зонам.
Відповідно з результатами розрахунку процесу горіння палива в продуктах згорання 100мЗ природного газу присутній СО2; Н2О; О2; N2 або всього 1142,892мЗ. При витраті палива на процес близько 25% від ваги сухого гідроксиду алюмінію загальний обсяг газів складе.
У зоні прожарювання загальний обсяг і склад газів не змінюються.
У зоні кальцинації в газ переходить зв'язана вода в кількості 777,28 кг/т, або.
Загальний обсяг газів складе:
, 723 + 967,3=1253,023 мЗ.
Середній об'єм газів дорівнює:
, 723 + 976,3 · 0,5=773,873 мЗ.
Вміст СО2 і Н2О в газах складе:
;
;
У зоні сушіння в гази переходить гігроскопічна волога в кількості
.
Загальний обсяг газів в цьому випадку дорівнює: 1253,023 + 241,8=1494,823 мЗ;
Середній обсяг газів: 1253,023 + 120,9=1373,923 м3;
Склад газів в зоні сушки буде таким:
;
;
Середню температуру в зоні кальцинації знаходимо за формулою логарифмічного усредененія між газами і матеріалом
Приймаються=1250 ° С; =825 ° С,=575 ° С, визначаємо середню температуру в зоні кальцинації:
Ступінь чорноти газів знаходимо за графіками (Л1., рис.5.2 ... 5.4).
При кПа · м і=1003 ° С ступінь чорноти складе=0,095.
При кПа · м і=1003 ° С ступінь чорноти водяної пари становить=0,55, а з урахуванням поправок на їх парціальний тиск (pіc.5.4)=1,13 · 0,55=0,622.
Тоді ступінь чорноти газів складе
=0,622 + 0,095=0,717.
Ступінь розвитку кладки визначається за виразом
; де
- площа контакту газів з корпусом у робочому просторі печі;
Fш - площа контакту шихти з газом.
Обчислюємо наведений коефіцієнт випромінювання системи «газ - кладка - матеріал»:
де? M - ступінь чорноти матеріалу, прийнята рівною 0,75.
;
Визначаємо величину променистого теплового потоку:
;
де Тг, Тм - середні температури газів і матеріалу в межах зони;
Середня швидкість руху газів в зоні кальцинації дорівнює:
; де
- поперечний переріз робочого простору печі, м2;
Fм - площа перерізу, зайнятого в печі матеріалом, м2.
Тоді визначимо конвективний тепловий потік:
;
Середня температура кладки складе Tк == 789 ° С. Тоді у відповідності з виразом;
,
де ТКЛ - середня (по розраховується зоні) температура кладки, К.
Визначаємо тепловий потік від кладки до матеріалу:
;
Враховуючи певні вище величини і скориставшись формулою, розрахуємо довжину зони кальцинації:
;
Протяжність зон прокалки та охолодження розраховуємо по необхідному часу перебування шихти і глинозему в печі за формулою L =? м · ?. Приймаємо для зони прокалки? Пр=0,4 год, а для зони охолодження? Охл=0,25 ч.
Швидкість руху матеріалів знаходимо за формулою
,
де?- Кут нахилу, n - швидкість обертання печі, об/хв,?- Кут природного укосу матеріалів (для зони спікання sin?=0,75 ... 0,85; для зони охолодження sin?=0,7 ... 0,75).
Приймемо? =2,5%, швидкість обертання печі n=1,0 об/хв.
Нехай синус кута природного укосу матеріалів в зоні прокалки складе 0,8, а для зони охолодження - 0,72
Тоді швидкість руху матеріалів в зоні прокалки дорівнює
;
а в зоні охолодження
;
Отже, Lпp=15,63 · 0,4=6,25м, Loxл=17,36 · 0,25=4,34 м.
Повна довжина печі складе 5,18 + 51,31 + 6,25 + 4,34=67,08 м.
Приймаються довжину печі рівний 67 м.
2.5 Тепловий баланс печі кальцинації
...
