【正文】 則 ????D=，取 2D =。 （ 1） 流化速度法計(jì)算爐膛直徑 D2 222 36004gg uVD ?? (47) 式中： 2gV —— 實(shí)際狀況下主爐中上部的總煙氣量， m3/h；重油燃燒產(chǎn)生的煙氣量，在焙燒爐中，煙氣溫度約 1000 ℃，所以實(shí)際狀態(tài)下，煙氣量?????? 273 。 所以， ????? 221 140044DA?? ? ?22 /300~150/ mtmt ? D1 設(shè)計(jì)取值符合要求。d ；對(duì)于氫氧化鋁循環(huán)焙燒爐來說，流化床的床能率一般 在 150~300t/；對(duì)于日產(chǎn)量大的取上限、日產(chǎn)量小的取下限；對(duì)于日產(chǎn)量在 800t 以下的爐子其床能率更低，甚至有的可到 120t/m2本設(shè)計(jì)取 1gu =3m/s。 40%179。本設(shè)計(jì)取 40%。爐子的直徑一般是根 據(jù) 單 位面 積 的生 產(chǎn) 能力 來 計(jì) 算得出。 本設(shè)計(jì)中，氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒主爐的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 42 所示。 19 爐 膛形 狀 有 擴(kuò)大 型 和 直筒 型 兩種。本設(shè)計(jì)流化床斷面采用圓形。 焙燒主爐爐型選擇及尺寸設(shè)計(jì) 爐形選擇 流化床斷面有圓形，方形兩種。 顆粒帶出速度 tu 即顆粒的終端沉降速度，當(dāng)氣流速度大于沉降速度時(shí)，顆粒會(huì)被氣體帶出，其計(jì)算公式為： ? ????182 gdu gspt?? ， ?? /Re gtpt ud? ? (43) ? ?pg gst dgu 3/1222254 ???????? ?????? , ?? t (44) ? ? 2/???????? ??ggspt gdu ? ?? ， 500 tRe 2 510? (45) 考慮到 Ret 會(huì)比較小，故用（ 43）來計(jì)算 ut 。 105 pa178。 其中，氧化鋁顆粒平均直徑 pd =179。 s； pRe —— 流體雷諾數(shù)。 umf 僅僅與流體的物性和顆粒的物性相關(guān)。此時(shí)高溫?zé)煔鈹y帶物料顆粒由聯(lián)通管道沿切線方向進(jìn)入旋風(fēng)分離器，分離出來的部分高溫氧化鋁通過返料器重新進(jìn)入燒 爐主爐，煙氣從旋風(fēng)分離器的頂部排出進(jìn)入了預(yù)熱系統(tǒng)，在整個(gè)焙燒段物料顆粒的循環(huán)使物料與氣體的溫度基本相同。在焙燒主爐底部加速區(qū)，顆粒垂直方向的平均速度由接近于零（布風(fēng)板處）逐漸增加，在該區(qū)域，顆粒濃度大，氣固間運(yùn)動(dòng)激烈亦很復(fù)雜。來自沸騰冷卻器中被預(yù)熱的一次風(fēng)從焙燒主爐的底部進(jìn)入，促使顆粒在焙燒主爐中的流化以及提供燃料燃燒所需的空氣，二次風(fēng)則從床層上一定高度送入，從而使氣流速度沿床高發(fā)生變化 。 焙燒主爐截面一般為圓形，在焙燒主爐中，固體顆粒是吸熱物質(zhì)，為了保證成品顆粒的清潔，通常以重油或天然氣作為燃料，燃料燃燒的熱量供不斷循環(huán)的固體顆粒脫去結(jié)晶水之用。 =水蒸氣質(zhì)量 : OHm2 +530+153=+530+153=根據(jù)計(jì)算，可列出氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝物料平衡表 32氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝物料平衡表 進(jìn)入物料 輸出物料 項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值 Kg/tAO % Kg/tAO % 入爐重油 產(chǎn)品氧化鋁 1000 入爐干 AH 1530 出爐干煙氣 AH 附著水 153 出爐水汽 入爐干空氣 進(jìn)出差值 收入物料總量 100 支出合計(jì) 100 第四章 循環(huán)流態(tài)化焙燒主爐的設(shè)計(jì) 循環(huán)流化焙燒系統(tǒng)主體（如圖 41 所示）主要由三大部分組成，即流化焙燒主爐、再循環(huán)旋風(fēng)分離器和返料器 [5]。 二、產(chǎn)出物料計(jì)算 AO=1 噸。氧化鋁耗重油量為 。 表 31 氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝熱平衡表 熱收入 熱支出 項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值 MJ/tAO % MJ/tAO % 重油燃燒熱 氧化鋁帶走熱 重油帶入物理熱 附著水 蒸發(fā) 吸熱 空氣帶入物理熱 氫氧化鋁 分解熱 濕氫氧化鋁 帶入的物理熱 廢氣帶走熱 氧化鋁 晶型轉(zhuǎn)變放熱 爐體散熱損失 總熱收入 100 總熱支出 100 誤差 =總熱收入 總熱支出 == 氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝的物料平衡計(jì)算 按產(chǎn)出 1 噸 AO 計(jì)算。 = Nm3 空氣 /h ④ 流態(tài)化焙燒爐的熱效率 ? ： ?? 重油燃燒熱 附著水蒸發(fā)熱反應(yīng)熱 ? 179。 103kg/24h= kg/h ③ 每小時(shí)耗空氣量 kg /h179。 = KJ/kgAO ② 單位時(shí)間重油消耗量（產(chǎn)能為 1400t/d） 179?！?，32OAlt=70℃ ∴ zQ1 =1 ??? (KJ) 蒸 發(fā) 水 份 和 加 熱 水 蒸 氣 到 廢 氣 溫 度 的 耗 熱 Q2Z ： ( K J) ? ? ? ? ??100595100222 ??????? 廢氣水汽料 tCtCGQ OHOHZ 水汽C = 水 蒸 氣 在 排 氣 溫 度 下 的 比 熱 KJ /K g ℃ ∴ QS4= ( 1 . 53 1. 3 5 +0 . 153 4 . 1 87 ) 40 = (K J ) 其中，干 AH 的物理熱 ?干4Q 40= (KJ) 附 著 水 帶 入 的 物 理 熱 S S S S S S Q4 附 = Q4S Q4 干 ==( K J) γ — Al2O3 轉(zhuǎn)變?yōu)?a — Al2O3 時(shí)放出的熱 Q5S ： (KJ) 設(shè) 轉(zhuǎn) 變 量 為 30%， 又 γ — Al2O3 轉(zhuǎn)變?yōu)?a — Al2O3 放熱 92KJ/KgAO 即： Q5S=92= (KJ) ∴熱收入總計(jì)： Qs總 = SSSSS Q 54321 ???? = Vx+300 Vx+ Vx++ = Vx+ 二 、熱支出： KJ/Kg— AO [MJ/t— AO] 焙燒和 冷卻后 Al2O3 帶走的熱 zQ1 ： (KJ) 設(shè) Al2O3 只 用 空 氣 冷 卻 到 70 ℃ ， 并 忽 略 不 能 回 收 的 冷 卻 水 帶 走 熱 ?！?， T 重油 =150℃ ∴ Q2 =V x 150=300 Vx (KJ) 入 爐 空 氣 帶 入 物 理 熱 Q3 ： ( K J) 空氣空氣 tCLVQ nXS ????3 t 空氣 =30℃， 查 附 表 C 空氣 =1 . 3 7 2 K J/ N m3 ? ℃ ∴ SQ3 = Vx 1. 3 72 2 5= Vx ( K J) 預(yù) 熱 焙 燒 前 濕 氫 氧 化 鋁 帶 入 的 物 理 熱 SQ4 ： ( K J) SQ4 = 3333 )()()()( OHAlAHAHOHAlOHAlOHAl tCGtCG 入水水入入入 ????? 已知： KgG OHAl 3)( ?入… … … … Al(OH ) 重 量 )( ?OHAlC入 K J /K g 103/18= 已知焙燒爐重油成分為： C 用 %= H 用 %= N 用 %= O 用 %= S 用 %= A%= W%=2 重油初始溫度為 T=150℃，取空氣過剩系數(shù) n= 重油低發(fā)熱 QDW 的計(jì)算 QDW ??339C 用 % ??1030H 用 % ??109?O 用 % ??S 用 %????25W% ??339 ?? ??1030 ??12. 43 109( ) 25??2 ??理論空氣需要量 Lo 及實(shí)際空氣需要量 Ln 的計(jì)算： L0=???????? ???? 32 %32 %4 %12 %100 用用用用 OSHC = ?????? ???? = Nm3空氣 /Kg重油 取過剩空氣系數(shù) n=，則 Ln=nLo== m 空氣 /Kg 重油 燃料產(chǎn)量 Vo、 Vn 的計(jì)算 由質(zhì)料得： ???COV Nm3空氣 /Kg重油 ???????? ??OHV Nm3空氣 /Kg重油 ??? Nm3/Kg重油 ? ? ??OV = Nm3/Kg重油 ????? Nm3/Kg重油 即：22222 NOSOOHCO VVVVV ????= Nm3 /K g 重油 理論燃燒產(chǎn)物 Vo = Vn (n1)Lo 即： Vo = ??? ?1? ? Nm 3/Kg 重油 燃燒產(chǎn)物成分計(jì)算（ %） CO2= %%100 %1002 ????nCOVV H2O= %%100 %1002 ????n OHVV N2= %%100 %1002 ????nNVV 11 SO2= %%100%1002 ????nOSVV O2= %%100 %1002 ????nOVV 重油燃燒成分 %如下： CO2%= H2O%= O2%= N2%= SO2%= 氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝的熱平衡計(jì)算 按 1Kg 氧化鋁計(jì)算，并假設(shè)焙燒無逸塵 一、熱收入： KJ/KgAO [MJ/t— AO] 全部燃料的燃燒熱 Q1S ： (KJ) Q1S = QDW Vx = Vx (KJ) Vx — — 燃料單耗 Kg 重油 /Kg AO 燃料帶入物理熱 SQ2 SQ2 = VxC 重油 179。 179。 氧化鋁生產(chǎn)中，入爐氫氧化鋁干料： 103=89199Kg/h； 入爐氫氧化鋁濕料： 89199179。 105m 5 、 電 收 塵 器 煙 氣 溫 度 ： T= 1 60 ℃ 6 、 煙 氣 排 空 含 塵 量 ： 5 0 mg /N m3 7 、 物 料 循 環(huán) 倍 率 ： R= 4 倍 8 、 出 焙 燒 主 爐 ( 1 4 0 ) 氧 化 鋁 溫 度 ： T= 9 8 0 ℃ 9 、 出 冷 卻 機(jī) 氧 化 鋁 溫 度 ： T= 7 0 ℃ 1 0 、 氧 化 鋁 真 實(shí) 密 度 3 9 0 0 K g / m3 ， 顆 粒 松 裝 密 度 1100kg/m3 1 1 、 重 油 成 分 ： C 用 %= H 用 %= N 用 %= O 用 %= S 用 %= A%= W%=2 1 2 、 燃 料 ： 重 油 預(yù) 熱 溫 度 T=150℃ 1 3 、 重 油 的 比 熱 ( 近 似 取 ) ： C= 1 .8 0 ~ 2 .1 0 K J /K g ?℃ 1 4 、 重 油 的 潛 熱 ( 近 似 取 ) ： Q= 1 6 7 ~ 2 5 1 K J /K g 1 5 、 助 燃 空 氣 的 入 口 溫 度 ： T= 3 0℃ 16 、 空 氣 過 剩 系 數(shù) ： n = 1 . 1 三、任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)說明書及主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝的熱平衡及物料平衡計(jì)算 氧化鋁循環(huán)流態(tài)化焙燒工藝的物料計(jì)算 焙燒氫氧化鋁的物料平衡 2 Al(OH)3=Al2O3+3H2O 278 = 102+318 Al(OH)3=1Kg Al2O3+ H2O 因此，生產(chǎn) 1Kg 氧化鋁（ AO）析出 結(jié)晶水，又已知?dú)溲趸X的含水率為 10%，則生產(chǎn) 1 KgAl2O3 析出 = 附著水。從焙燒主爐 140 出來的高溫灼熱空氣通過高溫旋風(fēng)分離器 14干燥器 1旋風(fēng)分離器 13干燥器 120，最終進(jìn)入電除塵 122，經(jīng)過凈化后排至大氣。 其中流態(tài)化冷卻器 155 有三個(gè)室，為空氣冷卻， 156 有三個(gè)室，為水冷。 氧化鋁的冷卻與一次風(fēng)，二次風(fēng)的預(yù)熱 物料從高溫旋風(fēng)分離器 142 下部分離出之后，通過 144 卸料閥（用壓差控制器來控制出料量，保持焙燒爐內(nèi)壓差恒定）進(jìn)入旋風(fēng)冷卻筒 152，再由旋風(fēng)冷卻筒 152 的底部流入流態(tài)化冷卻器 155, 進(jìn)入流態(tài)化冷卻器 155 的物料溫度約為 650℃。物料在 114 143 之間會(huì)經(jīng)過數(shù)次循環(huán)，循環(huán)導(dǎo)致了產(chǎn)品和氣流溫度幾乎一致。在焙燒爐上半?yún)^(qū)，二次風(fēng)進(jìn)口上方，隨著固體物料擴(kuò)散到焙燒爐 140 的頂部，固體物料濃度隨之降低。一次風(fēng)和二次風(fēng)在進(jìn)入 140 前均在產(chǎn)品氧化鋁冷卻過程中不同程度地預(yù)熱。燃油燃燒所需要的空氣，分為一次風(fēng)和二次風(fēng)。 氫