粉体工程热工课程设计.doc

一、总论立磨的工作过程可看作为干燥过程，立磨的工艺流程从热工角度分析，可简化为干燥器、空气预热器、通风除尘设备。立磨充当干燥器的角色，将欲干燥的物料在此与干燥介质进行换热。湿物料受热后，部分水汽化而被干燥，水汽随降低温度的干燥介质逸出。热风炉为空气预热器，空气在预热器中被热废气间接预热至一定温度后作为干燥介质。因立磨需要较高的温度，故采用燃料在燃烧室中燃烧产生高温烟气，在混合室中掺以适量冷空气使两者混合到所需温度后作为干燥介质。通风除尘设备用以收集成品及排除废气。在干燥过程中，用物料平衡可计算物料在干燥设备中每小时蒸发的水分量及需要供给的干燥介质量。用热量平衡可计算干燥所消耗的热量。进行物料与热量平衡，主要是为了干燥器设计计算的需要，并且可了解运转中的干燥器的结构及操作是否合理。 本次立磨的热工平衡计算，主要通过水分平衡和质量平衡两个物料平衡，以及立磨的热量平衡，掌握立磨的操作及工作状态，以达到对立磨的稳定工作状态的控制。水分平衡时间基准为1小时1风机后气体的含水量（1）风机后空气的湿含量：设定风机后的露点温度，由已知条件当地大气压与标准大气压相差不大，且大气压对露点的影响较小，故由设定的露点温度以及标准大气压p时不同温度下的饱和水蒸气压力表查得该露点的饱和水蒸气压力Pd。则风机后空气的湿含量： H=（2）风机后的气体总量 由已知条件，工况下出磨气体量为490000m3/h，其标况气体量为 T：标准状态温度 P：标准状态压力 TG：工况温度 PG：工况压力 风机后的标况气体量 k2：收尘器的漏风系数 k3：风机的漏风系数（3）风机后气体的含水量： f：风机后热烟气的密度2系统收入的水量 （1）物料带入水量 G：磨机产量 W1：入磨物料水分 W2：出磨物料水分（2）系统漏风带入水量： k1：立磨漏风系数 TA：环境空气温度 PA：环境空气压力 WA：环境空气中的水分含量（3）循环风带入水量： Vc：循环风量 c：循环风容重（4）热风炉带入水量： 设为2500kg3水分平衡 Wf= Wm+ Wl+ Wc解方程式，即可求出循环风量Vc。质量平衡1立磨出口风量： T：标准状态温度 P：标准状态压力 TG：工况温度 PG：工况压力2系统收入风量：（1）循环风：Vc（2）物料水分蒸发为水蒸气： （3）立磨漏风量： （4）热风炉带入热风：Vf3风量平衡 Vc= Vc+ Vw+ Vl+ Vf解方程式，即可求出热风炉带入热风量Vf。热量平衡1 收入热量（1） 热风炉热风带入热量：Qf= Cf：热风炉热风比热 Tf：热风炉热风温度（2） 入磨湿物料带入热量 Cs：磨机产品比热 Cw：水的比热 T1：入磨湿物料温度（3） 磨机漏风带入热量 CA：环境空气比热 TA：环境空气温度（4） 磨机工作产生热量 R：磨机工作时单位产品产生热量（5） 循环风带入热量 Cc：循环风比热 Tc：循环风温度 2支出热量（1）出磨废气带走热量 Cm：出磨废烟气的比热 Tm：出磨废烟气的温度（2）出磨物料带走热量 T2：出磨物料的温度 （3）蒸发水分带走热量 2490：每kg水在0变成水蒸气所需的汽化潜热，3 热量平衡 收入热量=支出热量 解方程式，可求出热风炉热风温度。热风炉热平衡计算一、 空气量、烟气量及烟气组成计算基准：100kg煤粉设煤粉元素分析如下组成CHNSOAW合计%62.714.291.490.489.1720.861.00100列表计算如下组成质量(kg)Katom(kmol)燃烧所需理论空气量(kmol)烟气量(kmol)O2N2CO2H2OSO2O2N2总计C62.715.23=22.685.230.05322.68H4.291.072.15O9.17-0.287N1.49S0.480.0150.015W1.000.056A20.86 合计1006.02822.685.232.2060.015 22.73330.184当=1.2时烟气中过剩O2量烟气中过剩N2量1.2064.536实际烟气量烟气组成(%)烟气体积(Nm3/kg煤粉)5.2314.561.1722.2066.140.4940.0150.040.0031.2063.360.2727.26975.906.10835.926100.08.047理论空气用量: 实际空气用量: 理论烟气量 实际烟气量二、 热量平衡平衡范围：热风炉平衡基准：1kg煤粉，01 收入热量（1） 煤粉化学热 （2） 煤粉显热 （3） 空气显热 设混合用冷空气量为V混 2 支出热量（1） 热烟气带出热量由热量平衡计算中可得Tf烟气总量=V+V混=8.047+ V混（2）热风炉损失热量 热风炉热效率=0.93 热量平衡收入热量=支出热量解方程式，可求出V混。三、 烟气总量及烟气比热烟气总量=V+V混Tf温度时热烟气平均比热=将求出的烟气比热及热烟气的含水量带入立磨热平衡，重新核算。 附录一 总压为1atm(101325Pa)时不同温度下的饱和水蒸汽压力 温度 Pd(Pa)温度 Pd(Pa)温度 Pd(Pa)-15 165.125 3165.265 24988-10 259.730 4242.270 31136-5 400.935 5619.375 385200 610.240