第十章 沸腾炉工艺计算
沸腾炉烘炉方案
沸腾炉烘炉方案一、引言沸腾炉烘炉方案是为了解决炉内物料烘干过程中的问题而设计的一种烘炉方案。
本文将详细介绍沸腾炉烘炉方案的工作原理、设计要求、操作流程和效果评估。
二、工作原理沸腾炉烘炉方案采用了沸腾烘干技术,通过在炉内加热介质,使其达到沸腾状态,产生剧烈的对流和湍流,从而加快物料表面和内部的热传导,提高烘干效率。
具体工作原理如下:1. 加热介质:选择适合的加热介质,如热水、蒸汽或热油,并通过加热设备将介质加热到设定温度。
2. 炉内结构:设计合理的炉内结构,包括热交换器、物料输送装置和排气系统等。
热交换器用于将加热介质与物料进行热交换,物料输送装置用于将待烘干物料均匀地送入炉内,排气系统用于排出炉内产生的湿气和废气。
3. 沸腾状态:通过控制加热介质的温度和流量,使介质在炉内达到沸腾状态。
沸腾状态下,介质与物料之间产生剧烈的对流和湍流,加速热传导和物料表面的蒸发。
4. 烘干效果:由于沸腾状态下的对流和湍流效应,沸腾炉烘炉方案能够快速、均匀地将热量传递给物料,使物料表面和内部的水分迅速蒸发,达到快速烘干的效果。
三、设计要求为了确保沸腾炉烘炉方案的正常运行和烘干效果,需要满足以下设计要求:1. 热交换效率:炉内热交换器的设计应充分考虑热交换效率,确保加热介质与物料之间的热量传递充分。
2. 温度控制:炉内温度应能够精确控制在设定范围内,以保证烘干效果和物料的质量。
3. 物料输送:物料输送装置应能够均匀、稳定地将待烘干物料送入炉内,并保持适当的物料层厚度,以提高烘干效率。
4. 排气系统:排气系统应能够有效地排出炉内产生的湿气和废气,保持炉内的良好通风和排气效果。
5. 安全性:设计应考虑到炉内介质的安全性,采取相应的安全措施,如防爆装置、温度传感器和报警系统等。
四、操作流程沸腾炉烘炉方案的操作流程如下:1. 准备工作:检查炉内设备和介质的运行状态,确保正常工作。
2. 加热介质:启动加热设备,将介质加热到设定温度。
沸腾炉初步设计方案
沸腾炉初步设计方案沸腾炉是一种常用的热交换设备,通常用于加热或冷却各种流体。
它的工作原理是通过将一定量的流体加热到沸点,使其产生沸腾状态,从而实现传热的目的。
在这篇文章中,将从沸腾炉的工作原理、设计参数、结构设计和安全措施等方面进行详细的介绍,并提出一个初步的设计方案。
沸腾炉的工作原理是利用流体在加热的过程中产生的沸腾现象来传热。
沸腾现象是指当流体受热至其饱和温度以上时,由于压力降低,使流体中的液体部分迅速蒸发形成气泡,并在液体表面聚集形成气泡层。
气泡层具有很高的传热系数,可以快速将热量传递到流体中,从而实现传热的目的。
设计沸腾炉需要考虑的参数包括流体的性质、流量、温度差以及所需的传热量等。
流体的性质决定了其饱和温度和传热系数,不同的流体传热特性也不同,因此在设计过程中需要根据实际情况进行合理选择。
流量是指流体在单位时间内通过沸腾炉的体积或质量,通常需要根据传热需求和设备的承载能力来确定。
温度差是指流体进出口之间的温度差异,通常越大传热效果越好,但也需要根据实际情况进行合理考虑。
传热量则取决于流体的质量、温度差以及传热系数等。
在沸腾炉的结构设计上,主要包括加热区、沸腾区和冷却区。
加热区通常采用电加热器或燃气加热器等方式将流体加热至饱和温度以上,使其进入沸腾区。
沸腾区通常由一组管道和加热板组成,通过液体与加热板的接触来实现沸腾现象。
冷却区则通过冷却介质的流动将加热后的流体冷却至所需温度。
为了确保沸腾炉的安全运行,需要采取一系列的安全措施。
首先,在设计上要确保设备具有足够的强度和稳定性,以承受内部压力和温度的变化。
其次,在操作过程中需要严格控制流体的流量和温度,避免过载运行和温度过高等状况。
同时,设备的维护保养也十分重要,定期检查和清洗设备,确保其正常运行。
基于以上原理和要求,初步的沸腾炉设计方案如下:1.设备结构:沸腾炉采用立式设计,由加热区、沸腾区和冷却区组成,整体结构简单紧凑。
2.材料选择:设备主要采用不锈钢材料,具有良好的耐腐蚀性和高强度,确保设备的长期稳定运行。
沸腾炉烘炉方案
沸腾炉烘炉方案一、引言沸腾炉烘炉方案是为了解决工业生产中对物料进行烘炉处理的需求而设计的一种设备方案。
本文将详细介绍沸腾炉烘炉方案的设计原理、工作流程、技术参数以及优势特点。
二、设计原理沸腾炉烘炉方案基于沸腾炉的工作原理,通过加热介质使物料在炉内进行烘炉处理。
其主要原理如下:1. 加热介质:沸腾炉采用热媒作为加热介质,通过加热热媒使其沸腾,达到高温状态。
2. 物料处理:将待处理的物料放入炉内,通过热媒的高温作用,使物料进行烘炉处理。
3. 热交换:热媒在炉内与物料进行热交换,将热量传递给物料,使其达到所需的烘炉温度。
三、工作流程沸腾炉烘炉方案的工作流程如下:1. 加热启动:启动加热系统,将热媒加热至设定温度。
2. 物料装载:将待处理的物料装入炉内,确保物料均匀分布。
3. 烘炉处理:打开炉门,启动热媒循环系统,使热媒沸腾并与物料进行热交换。
4. 温度控制:通过温度传感器实时监测炉内温度,控制加热系统的工作状态,以保持炉内温度稳定。
5. 烘炉结束:根据物料的烘炉要求,设定烘炉时间,达到设定时间后住手加热系统。
6. 卸料处理:关闭炉门,将烘炉处理完毕的物料从炉内取出,并进行后续处理。
四、技术参数沸腾炉烘炉方案的技术参数如下:1. 炉体材质:采用耐高温材料制作,确保炉体能够承受高温环境下的工作。
2. 炉内温度范围:可根据物料的不同需求,设定炉内温度范围,通常为200℃-800℃。
3. 加热方式:采用电加热或者燃气加热等方式,根据实际需求选择合适的加热方式。
4. 控制系统:采用先进的温度控制系统,能够实时监测炉内温度,并进行精确控制。
5. 热媒循环系统:采用循环泵等设备,保证热媒在炉内的循环流动,实现热交换效果。
五、优势特点沸腾炉烘炉方案具有以下优势特点:1. 高效节能:采用沸腾炉的工作原理,热媒与物料进行充分热交换,能够提高烘炉效率,节约能源。
2. 温度控制精确:采用先进的控制系统,能够实时监测炉内温度,并进行精确控制,保证烘炉效果。
沸腾焙烧炉设计相关计算(借鉴分享)
沸腾焙烧炉设计目录第一章设计概述 (1)1.1设计依据 (1)1.2设计原则和指导思想 (1)1.3课程设计任务 (1)第二章工艺流程的选择与论证 (1)2.1原料组成及特点 (1)2.2沸腾焙烧工艺及主要设备的选择 (1)第三章物料衡算及热平衡计算 (3)3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (3)3.1.1锌精矿硫态化焙烧冶金计算 (3)3.1.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (5)3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (6)3.1.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 (8)3.2热平衡计算 (10)3.2.1热收入 (10)3.2.2热支出 (13)第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (16)4.1床面积 (16)4.2前室面积 (16)4.3炉膛面积和直径 (13)4.4炉膛高度 (17)4.5气体分布板及风帽 (17)4.5.1气体分布板孔眼率 (17)4.5.2风帽 (17)4.6沸腾冷却层面积 (17)4.7水套中循环水的消耗量 (14)4.8风箱容积 (15)4.9加料管面积 (15)4.10溢流排料口 (15)4.11排烟口面积 (15)参考文献 (15)第一章设计概述1.1设计依据根据《冶金工程专业课程设计指导书》。
1.2设计原则和指导思想对设计的总要求是技术先进;工艺上可行;经济上合理,所以,设计应遵循的原则和指导思想为:1、遵守国家法律、法规,执行行业设计有关标准、规范和规定,严格把关,精心设计;2、设计中对主要工艺流程进行多方案比较,以确定最佳方案;3、设计中应充分采用各项国内外成熟技术,因某种原因暂时不上的新技术要预留充分的可能性。
所采用的新工艺、新设备、新材料必须遵循经过工业性试验或通过技术鉴定的原则;4、要按照国家有关劳动安全工业卫生及消防的标准及行业设计规定进行设计;5、在学习、总结国内外有关厂家的生产经验的基础上,移动试用可行的先进技术;6、设计中应充分考虑节约能源、节约用地,实行自愿的综合利用,改善劳动条件以及保护生态环境。
沸腾换热计算式资料讲解
沸腾换热计算式沸腾换热计算式(1)大容器饱和核态沸腾前面的分析表明,影响核态沸腾的因素主要是壁面过热度和汽化核心数,而汽化核心数又受到墨面材料及其表面状况、压力和物性的影响。
由于因素比较复杂,如墨面的表面状况受表面污染、氧化等影响而有不同,文献中提出的计算式分歧较大。
在此仅介绍两种类型的计算式:一种是针对某一种液体的;另一种是广泛适用于各种液体的。
当然,针对性强的计算式精确度往往较高。
对于水,米海耶夫推荐的在105~4×106Pa压力下大容器饱和沸腾的计算式为(3-4)按q=h△t的关系,上式也可转换成(3-5)以上两式中 h:沸腾换热表面传热系数,W/(m2·K)p:沸腾绝对压力,Pa;△t:壁面过热度,℃;q:热流密度,W/m2。
基于核态沸腾换热主要是气泡高度扰动的强制对流换热的设想,推荐以下使用性光的实验关联式:(3-6)式中 c pl:饱和液体的比定压热容,J/(kg·K);C wl:取决于加热表面-液体组合情况的经验常数;r:汽化潜热,J/kg;g:重力加速度,m/s2;Pr l:饱和液体的普朗数,Pr l=c plμl/k l;μl:饱和液体的动力粘度,kg/(m·s);ρl、ρv:饱和液体和饱和蒸汽的密度,kg/m3;γ:液体-蒸汽截面的表面张力,N/m;s:经验指数,对于水s=1,对于其他液体s=1.7。
由实验确定的C wl值见表3-1。
表面-液体组合情况C wl水-铜烧焦的铜0.0068抛光的铜0.0130水-黄铜0.0060水-铂0.0130水-不锈钢磨光并抛光的不锈0.0060钢化学腐蚀的不锈钢0.0130机械抛光的不锈钢0.0130苯-铬0.101乙醇-铬0.0027表3-1 各种表面-液体组合情况的C wl值图3-5 铂丝加热水的沸腾换热实验数据的整理水在不同压力下沸腾的实验数据与式(3-6)的比较见图3-5。
式(3-6)还可以改写成为以下便于计算的形式:(3-7)这里要着重指出两点:1)式(3-6)实际上也是形如Nu=f(Re,Pr)或St=f(Re,Pr)的主则式。
沸腾炉初步设计方案
沸腾炉初步设计方案一、沸腾炉的概述1、沸腾炉的简介沸腾锅炉的工作原理是将破碎到一定粒度的煤末,用风吹起,在炉膛的一定高度上成沸腾状燃烧。
煤在沸腾炉中的燃烧,既不是在炉排上进行的,也不是像煤粉炉那样悬浮在空间燃烧,而是在沸腾炉料床上进行的。
沸腾炉的突出优点是,对煤种适应性广,可燃烧烟煤、无烟煤、褐煤和煤矸石。
它的另一个好处在于使燃料燃烧充分,从而提高燃料的利用率。
沸腾料层的平均温度一般在850一1050℃,料层很厚,相当于一个大蓄热池,其中燃料仅占5%左右,新加入的煤粒进入料层后就和温度高几十倍的灼热颗粒混合,因此能很快燃烧,故可应用煤矸石代替。
生产实践表明,利用含灰分高达70%、发热量仅7.54MJ/kg的煤矸石,锅炉运行正常.40%一50%的热可直接从床层接收。
2、工作原理固体燃料在炉内被向上流动的气流托起,在一定的高度范围内作上下翻滚运动,并以流态化(或称沸腾)状态进行燃烧的炉膛,又称流化床燃烧炉。
沸腾燃烧方式也用于其他的炉窑中。
沸腾燃烧方式的特点既不像在层燃炉中那样将固体燃料静止地放在炉排上燃烧;也不像在室燃炉中那样将液体、气体或磨成细粉状的固体燃料悬浮在炉膛空间中燃烧,而是把固体燃料破碎成一定粒度的粉末,使之在炉内以类似沸腾的状态燃烧。
在中国,沸腾炉用煤的粒度一般为8毫米以下。
3、结构和工作过程常用沸腾炉燃烧室的典型结构包括布风系统、沸腾床、进料和排渣系统3个部分。
①布风系统。
燃烧室底部为布风板,板上直接开孔或装许多带通风小孔的风帽。
布风板的作用是承载料层并使空气上升速度沿炉内截面分布均匀。
②沸腾床。
布风板上放置一定量的床料(包括固体燃料和大量的灰渣或石灰石颗粒)。
运行时,当料层中的空气达到一定上升速度时,沸腾床上的床料便从静止状态转入沸腾状态,这一风速称为临界沸腾风速。
为了保持剧烈的沸腾燃烧工况,沸腾炉正常运行时的风速要比临界沸腾风速大,使料层膨胀到一定高度。
床料沸腾高度约为静止料层的两倍,在此容积的燃料呈沸腾状态,故称为沸腾床,小颗粒则被气流带出炉外。
沸腾炉设计指导书
课程设计指导书(沸腾焙烧炉)兰州理工大学冶金二班胡正彪第一章概述一、冶金技术专业课程设计目的:冶金技术专业课程设计是专业基础课、专业课教学的一个重要的实践性教学环节。
它是培养有色冶金专业学生理论联系实际,初步树立正确设计思想的重要措施,其目的是:1.使学生初步学会综合运用有关基础理论知识和专业知识,以解决具体工程技术问题,培养学生的初步设计能力;2.熟悉查阅、运用设计资料,了解有关的国家标准、规范;3.在进行冶金计算的基础上,依据工厂生产的实践经验,创造性地进行主体设备及附属设备的选择计算。
以求掌握冶金专业设计的一般方法和步骤,为毕业设计打好基础。
二、冶金技术专业课程设计内容:(一)冶金计算:包括物料平衡计算和热平衡计算两部分。
要求按统一编号编制物相组成表、物料平衡表和热平衡表。
(二)主体设备及其附属设备的选择计算:包括技术操作条件及技术经济指标、主要尺寸的选择计算,并对主要技术条件、经济指标和主要尺寸进行简单论证分析。
(三)编写设计说明书、绘制图纸:1.设计说明书的编写:要求附有目录、参考资料,其中的图表一律要统一编号,标题要醒目。
字迹要清楚、端正。
编写的格式为:(1)封面(2)课程设计任务书(3)目录(4)课程设计专题概述(课程设计目的、意义,该领域的发展概况及自己设计的合理性等)(5)课程设计计算内容[包括冶金计算及数据选择论证(包括相应图表)、设备计算及数据选择论证(包括相应图表)和主体设备设计图]。
2.图纸要求:设计图纸是设计工作的重要成果,它的表达方式应当是严谨的、公认的,亦即是应该符合通用的和专业的制图规范,并能准确表达设计意图。
此外,还应做到图面简洁清晰、布置均匀整齐、线条粗细分明、说明通顺确切、字体端正美观。
绘图时应注意:(1)主体设备选用1#图纸[0#图纸(841×1189)沿长边对裁即可]绘制;(2) 图纸应按制图规范留出相应的图边、装订边;(3) 标题栏必须在图纸的右下角,其格式如《机械制图》要求; (4) 图纸上的图形应占图纸幅度的75%左右;(5) 凡施工中应注意事项及特殊要求,均可用“附注”在图纸上注明。
沸腾炉烘炉方案
沸腾炉烘炉方案一、引言沸腾炉烘炉方案是一种用于工业生产中的热处理设备,旨在通过高温沸腾的方式加热物料,以达到烘炉的目的。
本文将详细介绍沸腾炉烘炉方案的设计原理、工作流程、设备参数以及相关的安全措施。
二、设计原理沸腾炉烘炉方案基于沸腾现象,即在液体受热时,由于温度升高,液体内部形成气泡并迅速膨胀,最终从液体中释放出来。
沸腾炉利用这一原理,通过加热液体使其沸腾,从而将热量传递给待加热物料。
三、工作流程1. 准备工作:将待加热物料放入炉内,并确保炉内的液体填充量符合要求。
2. 加热阶段:启动加热装置,通过加热器将热量传递给液体。
随着液体温度升高,液体内部开始产生气泡并逐渐沸腾,释放出大量热量。
3. 烘炉阶段:待加热物料受到沸腾液体的热量传递,温度逐渐升高,达到所需的烘炉温度。
4. 冷却阶段:停止加热装置,待加热物料逐渐冷却至安全温度后,取出炉内。
四、设备参数1. 炉体尺寸:根据生产需求确定,常见尺寸为长×宽×高(单位:米)。
2. 加热装置:采用电加热器或燃气加热器,根据加热功率和温度要求选择合适的型号。
3. 液体:一般使用水或油作为热传介质,具体选择根据物料的特性和烘炉温度要求。
4. 控制系统:采用先进的温度控制系统,确保炉内温度的精确控制。
5. 安全设施:包括过温报警装置、过压保护装置、漏电保护装置等,确保设备运行安全可靠。
五、安全措施1. 操作人员应经过专业培训,熟悉设备的操作规程和安全注意事项。
2. 在操作过程中,应严格按照操作规程进行操作,避免操作失误导致事故发生。
3. 定期对设备进行维护保养,确保设备的正常运行和安全性能。
4. 在加热过程中,应注意防止液体溢出和热量泄漏,避免对操作人员和设备造成伤害。
5. 在烘炉阶段,应定期检查物料的温度和烘炉温度,确保烘炉效果符合要求。
6. 在停机后,应及时清理炉体内的残留物,保持设备的清洁和卫生。
六、结论沸腾炉烘炉方案是一种高效、安全的热处理设备,通过沸腾现象将热量传递给待加热物料,达到烘炉的目的。
沸腾炉烘炉方案
沸腾炉烘炉方案一、引言沸腾炉烘炉方案是为了解决工业生产中对于炉内物料的快速烘干需求而设计的。
本文将详细介绍沸腾炉烘炉的工作原理、设计要求、操作流程以及相关的安全措施。
二、工作原理沸腾炉烘炉采用了沸腾烘炉技术,其工作原理如下:1. 炉内加热元件通过电能或燃烧燃料提供热量,使炉内温度升高。
2. 物料通过进料口投入炉内,与高温热源接触,发生沸腾现象。
3. 物料表面的水分迅速蒸发,形成气态水蒸气。
4. 炉内设有排气装置,将产生的水蒸气排出炉外。
5. 物料在炉内持续沸腾,直至达到所需的烘干程度。
6. 烘干完成后,物料通过出料口排出炉外。
三、设计要求在设计沸腾炉烘炉方案时,需要考虑以下要求:1. 烘炉温度:根据物料的特性和烘干要求确定合适的烘炉温度范围。
2. 烘炉容量:根据工业生产中的产量需求确定烘炉的容量大小。
3. 加热方式:根据现有的能源条件和成本考虑,选择合适的加热方式,如电能或燃烧燃料。
4. 烘炉材料:选择耐高温、耐腐蚀的材料来制造炉体,确保炉体的稳定性和使用寿命。
5. 烘炉控制系统:设计合理的控制系统,能够实时监测和调节烘炉温度、物料进出料速度等参数。
6. 安全性考虑:在设计过程中,要考虑到炉内高温和燃烧物料可能带来的安全隐患,采取相应的安全措施,如防火、防爆等。
四、操作流程以下是沸腾炉烘炉的基本操作流程:1. 打开炉门,将待烘干的物料投入炉内。
2. 关闭炉门,启动加热元件,开始加热炉内。
3. 设置烘炉温度和烘炉时间,启动控制系统。
4. 监测炉内温度,确保温度稳定在设定范围内。
5. 物料开始发生沸腾,持续烘干。
6. 监测烘干程度,根据需要调整烘炉温度或烘炉时间。
7. 烘干完成后,停止加热,打开炉门,将烘干好的物料取出。
五、安全措施在使用沸腾炉烘炉时,需要注意以下安全措施:1. 操作人员需穿戴好防护服和防护手套,避免直接接触高温炉体和烘炉物料。
2. 在操作过程中,严禁将易燃物品放置在炉子周围,以防发生火灾。
沸腾炉初步设计方案
沸腾炉初步设计方案一、沸腾炉的概述 .................................................................................................. - 1 -1、沸腾炉的简介.............................................................................................. - 1 -2、工作原理...................................................................................................... - 1 -3、结构和工作过程.......................................................................................... - 1 -4、特点............................................................................................................. - 2 -5、沸腾炉的用途............................................................................................ - 2 -二、设计基本参数 .................................................................................................. - 3 -三、沸腾炉的计算与效果 ...................................................................................... - 3 -1、沸腾炉结构.................................................................................................. - 3 -2、沸腾炉具有以下特点.................................................................................. - 4 -3、炉床布风板有效面积F布(m2)的计算:............................................ - 4 -4、风帽的计算.................................................................................................. - 5 -5、炉膛扩散段截面积F扩 (m2)的计算:.................................................... - 6 -6、悬浮段截面积F悬(m2)的计算:........................................................... - 7 -7、风量风压的计算.......................................................................................... - 7 -8、风机的选择.................................................................................................. - 7 -四、操作与应用....................................................................................................... - 8 -1、快速点火过程.............................................................................................. - 8 -2、稳定燃烧过程.............................................................................................. - 8 -3、结渣的处理.................................................................................................. - 8 -4、闷火与起火.................................................................................................. - 9 -五、具体尺寸的设计 .............................................................................................. - 9 -1、垂直段的高度.............................................................................................. - 9 -2、悬浮段高度的确定...................................................................................... - 9 -3、风室的结构.................................................................................................. - 9 -4、进料装置.................................................................................................... - 10 -一、沸腾炉的概述1、沸腾炉的简介沸腾锅炉的工作原理是将破碎到一定粒度的煤末,用风吹起,在炉膛的一定高度上成沸腾状燃烧。
沸腾炉课程设计指导书
沸腾炉课程设计指导书一设计任务:设计年处理80(90、100、110、120)万吨的硫酸化焙烧沸腾炉二已知条件(1)密度颗粒密度γ粒度=4100kg/m3堆积密度γ堆=1900kg/m3(2)含水量入炉混合锌精矿含水8%2.工艺条件(1)炉子日处理量:(2)焙烧温度:850℃(3)炉膛温度(流化层温度):900℃(4)空气消耗系数:1.2(5)年工作日:320天3.气象资料4. 冶金计算结果a.烟尘产出率39.5%(占加料量)。
b.焙砂产出率51.14%(占加料量)c.烧成率90.64%d.脱硫率90.78%e.空气量:焙烧100kg锌精矿(湿)需要实际湿空气量190.865m^3.f.烟气量及烟气成分(100kg 湿精矿)h.热量平衡:根据初步的热平衡计算,焙烧100kg 锌精矿(湿)需要排除的余热为93365.64kJ 。
三 设计、计算内容一) 操作气流速度与床能率 1、 操作速度的确定 (1) 颗粒平均粒径d 均=∑ii dx 1m (2) 临界沸腾速度 先计算Ar :γγγν气粒均-∙=23gd Ar0.9400107Ar.0Re =临界均临界临界d Re ν=w m/s(3) 带出速度Ar 181Re =带出 带出均带出带出f d Re w ν= m/s(4) 操作速度临界流化操作w k w = m/s操作速度应介于临界速度和带出速度之间。
2、 床能率()层操作t V w a β+=186400 t/(m 2·d)二) 炉子的主要尺寸(图5-13) 1、 床面积aAF =m 2 A 为炉子的日产量床面积包括前室面积和本床面积,大型炉前室面积约占炉床面积的5%-7%,多在0.8-2m 2之间。
扣除前室面积,其余为本床面积本床F 。
本床本床F D 13.1= m2、 流态化层高度一般按经验选取,或采用下列公式()本床本床层D F H π5.12.1-= m3、 炉膛面积()膛床膛烟膛86400w 1F t V F βα+=m 2炉膛直径膛膛F D 13.1= m4、 炉腹角一般为4°-20°。
沸腾炉烘炉方案
沸腾炉烘炉方案一、方案背景在工业生产中,烘炉是一项常见且重要的工艺过程。
烘炉可以用于干燥、烘烤、煅烧等多种用途,广泛应用于陶瓷、玻璃、金属等行业。
沸腾炉是一种特殊类型的烘炉,其独特的设计和工作原理使其在一些特殊的工艺需求下表现出优势。
二、方案概述本方案旨在设计一套适用于沸腾炉的烘炉方案,以满足工业生产中的特殊需求。
该方案将涵盖沸腾炉的设计原理、结构特点、工作流程以及相关的安全措施和操作规范。
三、沸腾炉的设计原理沸腾炉是一种利用液体在加热过程中发生沸腾现象来完成烘炉过程的设备。
其基本工作原理是通过加热液体使其达到沸腾状态,液体的沸腾过程可以有效地传递热量,提高烘炉的效率和均匀度。
四、沸腾炉的结构特点1. 外壳结构:沸腾炉的外壳采用高温耐热材料制作,确保炉体在高温工作环境下的稳定性和安全性。
2. 加热装置:沸腾炉采用电加热方式,通过加热元件将电能转化为热能,以实现对液体的加热。
3. 液体循环系统:沸腾炉内设有液体循环系统,通过循环泵将液体从炉体底部抽出,经过加热后再回流到炉体顶部,以实现液体的循环和加热均匀。
4. 控制系统:沸腾炉配备了先进的温度控制系统,可以实时监测和调节炉内温度,确保炉内温度的稳定性和精确性。
五、沸腾炉的工作流程1. 准备工作:将待烘炉的物料放置在炉体内,并确保物料的分布均匀。
2. 加热过程:启动沸腾炉的加热装置,通过加热元件将电能转化为热能,使液体开始加热。
3. 沸腾过程:随着液体温度的升高,液体逐渐进入沸腾状态,液体的沸腾过程将持续传递热量给物料,实现烘炉的效果。
4. 循环往复:液体在沸腾过程中不断循环,通过液体循环系统将液体从炉体底部抽出,经过加热后再回流到炉体顶部,以实现液体的循环和加热均匀。
5. 完成工作:当物料达到所需的烘炉效果后,关闭加热装置,待炉体冷却后取出物料。
六、安全措施和操作规范1. 确保电气安全:在使用沸腾炉时,必须确保电气设备的接地良好,避免电气泄漏和触电风险。
沸腾炉
沸腾炉的燃烧方式及工艺流程简介发布人:永先煤气发生炉专家发布时间:2010年12月10日关键字:沸腾炉、链排炉、煤气发生炉、单段式煤气发生炉高效沸腾炉可广泛用于工业原料或产品的烘干、焙烧,如:矿渣、粘土、污泥、电石渣、复合肥、工业石膏、石膏板、铁精粉、硫精矿、红土矿、菱铁矿、锌浸出渣、煤粉和煤泥等。
沸腾炉的突出优点是,对煤种适应性广,可燃烧烟煤、无烟煤、褐煤和煤矸石。
它的另一个好处在于使燃料燃烧充分,从而提高燃料的利用率。
永先机械是沸腾炉、链排炉、煤气发生炉、单段式煤气发生炉等煤气炉设备的专业生产老厂,今天永先沸腾炉专家来和大家谈谈沸腾炉的燃烧方式及工艺流程!燃烧沸腾炉的燃烧方式不同于链排炉和手烧炉,它是通过高压风机鼓入高压空气使固体燃料煤在流化床中“流态化”,在沸腾的状态下进行燃烧。
在此基础上经过对国内外用户的调研,瞄准国际石膏煅烧新技术,再利用所取得的“负弧面导向”、“飞灰循环燃尽”、“下排式尘气分离”、“组合式节能风帽”等自有技术专利,对原燃煤沸腾炉作了进一步的完善。
新一代煤燃烧沸腾炉,出气口温度通过补风在950℃以下到100℃之间任意调节,供热稳定;煤能高效清洁燃烧,燃尽率达99%以上,烟气洁净,林格曼黑度指标全部达一级;炉内可固硫80%以上,低温燃烧NOX生存少;对燃料的适应性强,可稳定燃烧高灰份低挥发份、发热量在3000千卡/kg以上各种煤;灰渣自动溢出,是水泥的良好掺合料,可回收综合利用;起燃灵活,时间短,节省起燃材料;可压火备用,最长压火时间可达36小时,随开随用。
综合计算,节能效率高于其它工业炉。
沸腾炉的工作原理是将破碎到一定粒度的煤末,用风吹起,在炉膛的一定高度上成沸腾状燃烧。
煤在沸腾炉中的燃烧,既不是在炉排上进行的,也不是像煤粉炉那样悬浮在空间燃烧,而是在沸腾炉料床上进行的。
来了解下沸腾炉的工艺结构图:1鼓风机2沸腾炉3园盘4煤仓5下料管6皮带7窑体8尾罩9高温分离器10引风机11锁风出料阀12锁风阀13皮带14破碎机15振动筛16提升机17布袋除尘器18除铁器说了这么多,大家应该对沸腾炉的认识更深一步了吧,如您对以上有关沸腾炉的燃烧方式及工艺流程或者更多煤气炉的技术知识不是太了解,欢迎致电永先煤气炉专线:国内销售部电话:86-21-57561008 国际销售部电话:86-21-57566606进行详细咨询,我们可为您提供全面的技术支持,免费为客户设计生产线工艺流程图,为客户单位提供工艺土建现场设计、筑炉、设备安装、点火调试、供应另配件,实行设计制造售后一条龙服务!如有需要请联系我们!之前详细介绍了沸腾炉的一系列工作原理、工艺流程、性能特点、技术参数等问题,永先机械是煤气发生炉、沸腾炉、链排炉、两段式煤气发生炉等设备的专业生产老厂,了解了高效沸腾炉的基本介绍,现在咱们来着重了解下沸腾炉的最基本的操作步骤,正确操作高效沸腾炉,才能使我们的沸腾炉设备得到很好的保养,长期为我们效力!1、启动沸腾炉前应认真检查风机、园盘给料机、斗式提升机、燃煤破碎机等设备是否正常,发现缺油或故障就及时处理。
沸腾炉炉体部分计算
5.7砖体 1)炉身用230mm 黏土砖114mm 保温砖砌墙,砖体与炉壳钢板之间用矿渣棉填充。
2)拱顶用耐火黏土砖砌球形拱顶,顶厚300mm,拱顶异形砖设计计算如下: 5.7.1确定基本尺寸球形拱顶各部分尺寸如图所示。
球形拱顶中心角 60=α。
已知r=16500mm,取a=300mm,则: R=r+a=16500+300=16800mm.取拱形砖的尺寸.345,370mm mm =Φ=Φ下上由此可计算出圆心角0322'= θ,将球形拱顶分为16环,则每环的圆心角为:m mr R b d rf d m m f m m f m mc m mr R b c rR c b m m b m m m m r b 1021680016500100R 120,703795.5151680016500524.5245.09.52422741360168001416.32162227411631221-3016-605.0212=⨯======⨯====='''⨯⨯⨯=='''='''=⨯=︒取应大于取计,则砖缝按故:θπθθ5.7.2第二种砖形F-1a=300mm,b=524.9mm,c=516mm,mm f g mm d c 100,10211==== 5.7.3第二种砖形F-2按m mr R g c m m R r n f n R rnf g 8116500168008080168001650021010010g 2,10221=⨯===⨯⨯-=-==-=则:令其余尺寸a.b.c.d.f 同第一种砖形。
5.7.4第三种砖形F-3令n=4,算出mm c mm g 81,8033==,其余尺寸a.b.c.d.f 同第一种砖形。
5.6.5第四种砖形令n=6,算出同第一种砖形。
其余尺寸f mm c mm g .a.b.c.d ,64,6244==拱形砖的尺寸计算及重量见表6-1 5.7.6各环砌砖计算计算的顺序及结果列于表6-2中,表中未加说明的符号含义如下:。
沸腾炉烘炉方案
沸腾炉烘炉方案一、引言沸腾炉烘炉方案是为了满足工业生产中对于炉内物品的快速烘烤需求而设计的一种高效、节能的烘炉方案。
本文将详细介绍沸腾炉烘炉方案的基本原理、设计要点以及性能参数。
二、基本原理沸腾炉烘炉方案基于沸腾传热原理,通过将炉内介质加热至沸腾状态,使得炉内物品能够快速均匀地吸收热量,从而实现快速烘烤的目的。
具体原理如下:1. 沸腾传热:当炉内介质被加热至沸腾状态时,液体表面会形成大量气泡,气泡在炉内不断产生、膨胀、上升并破裂,释放出大量热量。
这种沸腾传热方式具有高效、均匀的特点,能够迅速将热量传递给炉内物品。
2. 炉内循环:为了保证炉内介质能够充分沸腾,需要设计合理的炉内循环系统,将介质循环流动,保持热量均匀分布。
常用的循环方式包括自然循环和强制循环。
三、设计要点沸腾炉烘炉方案的设计要点主要包括炉体结构、加热方式、控制系统等方面。
下面将详细介绍各个设计要点的考虑因素:1. 炉体结构:炉体结构应具备良好的密封性能,以防止热量泄漏和外界杂质进入炉内。
同时,炉体材料应具备良好的耐高温性能,以确保长时间运行的稳定性。
2. 加热方式:常用的加热方式包括电加热、燃气加热、蒸汽加热等。
选择合适的加热方式需要考虑炉内物品的特性、加热速度要求以及能源成本等因素。
3. 控制系统:炉内温度的控制对于烘炉过程至关重要。
控制系统应具备高精度、高稳定性,能够实时监测炉内温度,并根据设定的烘炉曲线进行自动调节。
四、性能参数沸腾炉烘炉方案的性能参数是衡量其烘炉效果的重要指标。
下面列举几个常用的性能参数:1. 烘炉速度:烘炉速度是指炉内物品在一定时间内被烘烤至设定温度的能力。
沸腾炉烘炉方案由于采用了高效的沸腾传热方式,具备较快的烘炉速度。
2. 温度均匀性:温度均匀性是指炉内各个位置的温度差异程度。
沸腾炉烘炉方案通过炉内循环系统的设计,能够实现较高的温度均匀性。
3. 能源消耗:能源消耗是指在一定时间内所消耗的能源量。
沸腾炉烘炉方案由于采用了高效的沸腾传热方式,能够有效降低能源消耗。
沸腾焙烧炉设计相关计算
应急预案沸腾焙烧炉设计目录第一章设计概述 (1)1.1设计依据 (1)1.2设计原则和指导思想 (1)1.3课程设计任务 (2)第二章工艺流程的选择与论证 (2)2.1原料组成及特点 (2)2.2沸腾焙烧工艺及主要设备的选择 (1)第三章物料衡算及热平衡计算 (6)3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (6)3.1.1锌精矿硫态化焙烧冶金计算 (6)3.1.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (9)3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (13)3.1.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 (16)3.2热平衡计算 (21)3.2.1热收入 (21)3.2.2热支出 (25)第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (30)4.1床面积 (30)4.2前室面积 (30)4.3炉膛面积和直径 (13)4.4炉膛高度 (31)4.5气体分布板及风帽 (32)4.5.1气体分布板孔眼率 (32)4.5.2风帽 (32)4.6沸腾冷却层面积 (32)4.7水套中循环水的消耗量 (14)4.8风箱容积 (15)4.9加料管面积 (15)4.10溢流排料口 (15)4.11排烟口面积 (15)参考文献 (15)第一章设计概述 (1)1.1设计依据 (1)根据《冶金工程专业课程设计指导书》。
(1)第二章工艺流程的选择与论证 (2)2.1原料组成及特点 (2)2.2沸腾焙烧工艺及主要设备的选择 (2)第三章物料衡算及热平衡计算 (6)3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (6)3.1.1锌精矿硫态化焙烧冶金计算 (6)3.1.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (9)3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (13)3.1.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 (16)3.2热平衡计算 (21)3.2.1热收入 (21)3.2.2热支出 (25)第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (30)4.1床面积 (30)4.5.1气体分布板孔眼率 (32)风帽的形式多采用标准伞形风帽Ǿ8×6 mm(孔径×孔数),炉底风帽的排列方法,对于圆形炉底采用同心圆排列发,通常同心圆之距离为170-180 mm,每一圆周上的中心距为150-200mm,孔眼率(孔眼总面积与床面积之比)为0.95-1.2%。
沸腾炉工作原理化学方程式
沸腾炉工作原理化学方程式【文章标题】沸腾炉工作原理与化学方程式解析【引言】沸腾炉是一种常见而重要的加热设备,其工作原理涉及到热传导、沸腾现象以及化学反应等基础知识。
本文将深入探讨沸腾炉的工作原理,并通过化学方程式解析其运行过程中的化学反应,旨在帮助读者全面了解沸腾炉的原理及其应用。
【正文】1.沸腾炉的基本原理沸腾炉的工作原理基于沸腾现象,即液体在得到足够的热量时以气泡形式蒸发。
沸腾炉通过加热液体,使其达到沸点并产生大量的气泡,从而有效地传递热量。
2.热传导在沸腾炉中的作用沸腾炉通过传导热量来加热液体。
当加热源施加热量时,液体底部的温度升高,热量会向液体上部传导。
传导过程中,高温分子与低温分子相互碰撞,使能量从高温区域向低温区域传递,从而使整个液体均匀加热。
3.沸腾现象的发生当液体的表面温度达到其沸点时,液体分子获得足够的能量以克服表面张力,形成气泡并从液体内部升至表面,最终破裂释放出气体。
这个过程称为沸腾。
在沸腾过程中,气泡的形成与破裂是一个连续不断的循环,从而使液体充分混合,进一步提高热量传递效率。
4.化学方程式解析沸腾炉中的化学反应在沸腾炉中,液体被加热至沸点的过程中,可能会发生一些化学反应。
以水为例,其化学方程式如下:2H2O(l) → 2H2O(g)水在沸腾过程中从液态转变为气态,化学方程式中的(g)表示气态,(l)表示液态。
转变的过程需要吸收大量热量,使液体的温度达到沸点。
水在沸腾过程中也可能失去部分溶解的气体,如二氧化碳(CO2)和氧气(O2)。
由下列方程式可表示:H2O(l) + CO2(g) → H2O(g) + CO2(aq)2H2O(l) → 2H2O(g)2H2O(l) + O2(g) → 2H2O(g) + O2(aq)这些反应的发生使得液体中溶解的气体逸出,而溶解气体的减少也会影响到液体的化学性质。
5.沸腾炉的应用领域沸腾炉由于其高效的加热方式以及对热敏感物质的温和处理特点,在许多领域都有广泛应用。
第十章沸腾炉工艺计算
第十章沸腾炉工艺计算第一节计算依据1、常用术语:烧出率——矿石在焙烧过程中硫被烧出的百分率。
净化收率——进转化硫量对炉气硫量的百分率。
转化率——出转化SO3对进转化SO2的摩尔百分率。
吸收率——二吸出口SO3对一吸进口SO3的摩尔百分数。
其它损失——指除了焙烧、净化、转化、吸收过程中可以查明的损失百分率。
包括质量损失,成品酸中溶解的二氧化硫损失,设备开停车或泄漏等所有跑、冒、滴、漏的损失,是一个由多方面因素造成的综合性项目,不能由几个测定数据和公式来计算,一定要通过全面的系统测定来查明,而查定过程又存在误差,因此各生产单位之间的其它损失率因管理水平之差则有很大差别,一般在0.3~1%左右。
计算取1%。
硫的利用率——含硫原料中,硫被利用的程度。
2、计算数据第二节 物料衡算根据质量守恒定律,以生产过程或生产单元设备为研究对象,对其进出口处进行定量计算,称为物料衡算。
通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系,以及计算各种原料的消耗量,各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。
物料衡算的基础:物料衡算的基础是物质的质量守恒定律,即进入一个系统的全部物料量必等于离开系统的全部物料量,再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。
物料衡算是所有工艺计算的基础,通过物料衡算可确定设备容积、台数、主要尺寸,同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。
1、硫的烧出率 1.1灰渣平均残留率式中,C S (残)—灰渣平均残硫率,%C S (灰)—灰中残硫量,% C S (渣)—渣中残硫量,%1.2灰渣产率:)S(S(C 160C 160残实)--=x式中,C S(实) — 矿石中硫的实际含量 %C S(残) — 矿渣中的残硫量 %则灰渣产率为:36.016020160x --==0.877 kg 灰渣/kg 矿1.3硫的烧出率式中,ηs — 硫的烧出率,% 则硫的烧出率为: ηs =2036.0877.0-20⨯×100%=98.42%2、投矿量总硫利用率:式中, —总硫利用率,%; —净化率,%; —转化率,%;—吸收率,%。
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第十章沸腾炉工艺计算第一节计算依据1、常用术语:烧出率——矿石在焙烧过程中硫被烧出的百分率。
净化收率——进转化硫量对炉气硫量的百分率。
转化率——出转化SO3对进转化SO2的摩尔百分率。
吸收率——二吸出口SO3对一吸进口SO3的摩尔百分数。
其它损失——指除了焙烧、净化、转化、吸收过程中可以查明的损失百分率。
包括质量损失,成品酸中溶解的二氧化硫损失,设备开停车或泄漏等所有跑、冒、滴、漏的损失,是一个由多方面因素造成的综合性项目,不能由几个测定数据和公式来计算,一定要通过全面的系统测定来查明,而查定过程又存在误差,因此各生产单位之间的其它损失率因管理水平之差则有很大差别,一般在0.3~1%左右。
计算取1%。
硫的利用率——含硫原料中,硫被利用的程度。
2、计算数据第二节 物料衡算根据质量守恒定律,以生产过程或生产单元设备为研究对象,对其进出口处进行定量计算,称为物料衡算。
通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系,以及计算各种原料的消耗量,各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。
物料衡算的基础:物料衡算的基础是物质的质量守恒定律,即进入一个系统的全部物料量必等于离开系统的全部物料量,再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。
物料衡算是所有工艺计算的基础,通过物料衡算可确定设备容积、台数、主要尺寸,同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。
1、硫的烧出率 1.1灰渣平均残留率式中,C S (残)—灰渣平均残硫率,%C S (灰)—灰中残硫量,% C S (渣)—渣中残硫量,%1.2灰渣产率:)S(S(C 160C 160残实)--=x式中,C S(实) — 矿石中硫的实际含量 %C S(残) — 矿渣中的残硫量 %则灰渣产率为:36.016020160x --==0.877 kg 灰渣/kg 矿1.3硫的烧出率式中,ηs — 硫的烧出率,% 则硫的烧出率为: ηs =2036.0877.0-20⨯×100%=98.42%2、投矿量总硫利用率:式中, —总硫利用率,%;—净化率,%;—转化率,%;—吸收率,%。
=98.42%×97%×99.2%×99.95%=94.65% 则,耗矿定额(干矿):式中, —耗矿定额,吨矿/吨酸;—硫的摩尔质量,kg/mol ;—硫酸的摩尔质量,kg/mol 。
则,G 耗=9465.020.09832⨯⨯=1.725干矿/t 酸小时投干矿量=1.725×40=69 t/h小时投矿实物量=69÷(1-0.05)=72.63 t/h。
3、灰、渣产量:焙烧反应是较复杂的,为计算方便及实用,本计算只依据下列反应式来进行。
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+3413 KJ实际上反应后生成的Fe2O3一般约占75%,生成的Fe3O4占25%左右。
式中,—灰渣生成量,t/h则,G灰渣=0.877×69 =60.51 t/h其中:随炉气带走灰量:60.51×70%=42.36 t/h出渣口排放渣量:60.51×30%=18.15t/h4、干炉气量SO2+SO3量=408/η净×η转×η吸=408/0.9618=424.2 kmol/h出炉干炉气量=424.2÷(0.12+0.0024)=3465.69 kmol/h或77631.46m3/h其中:SO2:3465.69×12%=415.88 kmol/hSO3:3465.69×0.24%=8.32 kmol/hO2:3465.69×4%=138.63 kmol/hN2:3465.69―415.88―8.32―138.63=2902.86 kmol/h5、空气量N 2=2902.86 kmol/h O 2=2902.86×7921=771.65 kmol/h 干空气量=2902.86+771.65=3674.51 kmol/h 或3674.51×29kg/kmol =106560.79kg/h 空气含水=3674.51×79.3-8.10079.3=143.56 kmol/h式中:3.79为32℃相对湿度为80%时,空气中的蒸汽分压(kPa ) 湿空气量=(3674.51+143.56)×22.4=85524.77m 3标/h 或3818.07 kmol/h32℃、常压下湿空气量=85524.77×(273+32)/273=95549.65m 3/h 。
(或1592.49 m 3/min )6、炉气中水量原料带入水=69 ×1000×5/(100-5)=3631.58kg/h 或201.75 kmol/h 空气带入水143.56 kmol/h炉气中水量=143.56+201.75=345.31 kmol/h 7、炉气总量(即湿炉气量)3465.69+345.31=3811 kmol/h 或85366.4m 3标/h附:按计算公式来计算:1、炉气生成量式中,—炉气生成量,m3/h—炉气中SO 2、SO 3的含量,%G 投 — 投矿量,kg/h 则,V 气.矿=685×690024.012.02.09842.0⨯+⨯=76010.15 m 3/h2、炉气组分计算2.1炉气中氧含量2O C (%体积)按反应式2222821143SO eO F O FeS +=+ 来进行计算,其炉气中SO 2、SO 3、O 2的含量关系如下:100C 2179C 2179C 212179)C 1.375(C C C 2233232O O SO SO SO SO SO =++⨯++++100C 76.4C 05.8C 17.6232O SO SO =++100C 76.424.005.81217.62O =+⨯+⨯所以 05.5C 2O = 即 %05.5C 2O =又 %100C C C C 2232N O SO SO =+++ 得 05.524.012100C 2N ---=%71.82C 2N =表3-1炉气中各气体含量表:3、空气需用量按反应式2222821143SO eO F O FeS +=+ 来进行计算。
生成SO 2需氧量V 1:=11/8×0.12×76010.15=12541.67 m 3/h生成SO 3需氧量V 2:=11/8×0.0024×76010.15=250.83 m 3/h炉中过剩氧量V 3:=0.0505×76010.15=3838.51 m 3/h进炉总氧量=12541.67+250.83+3838.51=16631.01 m 3/h需要空气量V 空:V 空=V O2/21%=16631.01÷21%=79195.3 m 3/h或=294.2230.79195⨯=102529.63 kg/h 随空气带入炉内水份量:=0.01×79195.3=791.953 kg/h或=791.953÷18×22.4=985.54 m 3/h式中0.01是32℃空气中含水量10g/m 3 所以炉内湿空气总量:V 空=79195.3+985.54=80180.84 m 3/h4、物料进出情况沸腾焙烧反应: )(8114323222SO SO O Fe O FeS 少量+=+,水、氮气未参加反应。
G 水=5%G 投+G 气·水=0.05×69000÷0.95+791.953 =4423.53 kg/hG N2=V 空×0.79÷22.4×M N2=79195.3×0.79÷22.4×28 =78205.36 kg/hG O2=3838.51÷22.4×32=5483.59 kg/h=76010.15×0.12÷22.4×64=26060.62 kg/hG SO3=76010.15×0.0024÷22.4×80=651.52 kg/h于是,∑进=G矿+G N2+G O2+G水=69000+78205.36+23758.59+4423.53=175387.48=4423.53+78205.36+5483.59+26060.62+651.52+60510175334.62kg/h∑进-∑出=175387.48-175334.62=52.86kg/h物料平衡表物料名称输入kg/h 输出kg/h投矿量(干矿)69000 —N2 78205.36 78205.36O2 23758.59 5483.59H20 4423.53 4423.53SO2 —26060.62SO3 —651.52矿渣—60510合计175387.48 175334.62第二节热量衡算热量衡算的基础是能量守恒定律,在无轴功的条件下,进入系统的热量与离开热量相互平衡。
实际生产中传热设备的热量衡算可由下式表示。
Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中,Q1—物料进入设备带入热量,kJ;Q2—由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量,kJ;Q3—过程热效应,kJ;Q4—物料离开设备带出的热量,kJ;Q5—消耗在加热设备各个部件上的热量,kJ;Q6—设备向四周散失的热量,kJ。
热量衡算的方法热量衡算时一般建议以273K为基准温度,以液态为基准物态。
(1)物料进入设备带人热量Q1(或物料由设备带出的热量Q4)的计算—物料质量,kg;—物料平均等压比热容,kJ (kg•℃)-1;T —物料温度,℃;T0—计算基准温度,℃。
生产过程中有相变化时还要加上相变热。
(2)过程热效应(Q3)过程热效应包括化学过程热效应(Q r)和物理过程热效应(Q p)。
即:式中,G A—参与反应的A物质量,kg;—标准化学反应热,kJ·mol-1;M A—A物质的分子量。
Q p可通过盖斯定律来计算。
消耗在加热设备各个部件上的热量(Q5)的计算:式中,M i—设备上i部件质量,kg;—设备上i部件比热容,kJ ·(kg•℃)-1T1—设备各部件初温,℃;T2—设备各部件终温,℃。
设备向四周散失的热量(Q6)的计算式中,A—设备散热表面积,m2;—散热表面向四周介质的联合给热系数,W ·(m2•℃)-1;—四壁向四周散热时的表面温度,℃;—周围介质温度,℃;t —过程持续时间,s。
由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量的计算:选定加热剂(或冷却剂),即可从有关手册查出该物质cp,再确定其进出口温差ΔT,则加热剂(或冷却剂)的用量为:式中,κ—传热系数,kJ·(m2•h·℃)-1;A—传热面积,m2;ΔT m—对数平均温差,℃。