礦石回轉(zhuǎn)圓筒干燥器

一、設備設計條件：

1、物料條件：

物料名稱：   礦石

初含水量:    25%計算；

終含水量:    1%；計算；

產(chǎn)   量：    6250kg/h;

濕物料溫度： 常溫(θ1=20℃）；

熱風溫度：   t1=450℃;

出風溫度：   t2=100℃；

干燥后物料溫度：θ2=110℃；

環(huán)境空氣溫度參數(shù)：空氣溫度為t0=20℃,空氣含濕量為d0=O.O1k****/kg干空氣;

物料絕干比熱設為：Cs=0.4kcal/kg·℃

加熱方式：   直接式燃氣熱風爐；

電源：       電壓380V±10V，50Hz；

二、工作原理：

回轉(zhuǎn)圓筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕物料由皮帶輸送機（用戶自備）連續(xù)定量從窯頭加入，經(jīng)過圓筒內(nèi)部時，與通過筒內(nèi)的熱空氣進行有效地接觸面被干燥，干燥后的產(chǎn)品從窯尾出來，因物料的顆粒有細粉塵產(chǎn)生故需要考慮布袋除塵系統(tǒng)，尾氣由引風機排入大氣中。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢轉(zhuǎn)動，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動。干燥過程中所用的熱載體為熱風爐所產(chǎn)生的熱量。因物料對產(chǎn)品品質(zhì)要求高，故采用關風機連續(xù)進料。轉(zhuǎn)筒干燥器雖是最古老的干燥設備之一，但目前在冶金、建材、化工等領域仍被廣泛使用。因物料要求終水分幾乎為零，且物料 的承受溫度不受限制，故采用逆流的形式。

三、特點：

1、生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；

2、結構簡單，操作方便；

3、故障少，維修費用低；

4、適用范圍廣，可以用它干燥顆粒狀物料，對于那些附著性大的物料也很有利；

5、操作彈性大，生產(chǎn)上允許產(chǎn)品的產(chǎn)量有較大波動范圍，不致影響產(chǎn)品的質(zhì)量；

6、容易清掃；

三、物料衡算:

脫水量:W水=2000kg/h

原料供應量:W原=W產(chǎn)＋W水=6250＋2000=8250kg/h

四、熱量衡算和熱風質(zhì)量流量計算:

1、絕干物料量：G=（1-0.01）×6250=6288kg/h

2、蒸發(fā)量：W=2000kg/h H2O 

3、按環(huán)境溫度20℃，蒸發(fā)水份潛能取595kcal/kg·℃，全系統(tǒng)的熱量是由如下四個部分組成：Q總=Q1＋Q2＋Q3＋Q4， 

3.1 Q總－由干燥介質(zhì)（450℃）空氣提供，根據(jù)能量守恒，干燥介質(zhì)提供的熱量等于全系統(tǒng)所需的熱量，所需熱量為Q總（kcal/h）；

3.2 Q1－蒸發(fā)水份所需熱量，混合溫度取130℃；

3.3 Q2－物料吸收所需熱量，比熱取0.40出料溫度為110℃；

3.4 Q3－排濕熱量，取排濕溫度80℃，所需空氣量為L（kg/h）；

Q1= W水（595+0.45×t2-1×t0）=2000（595+0.45×100-1×20）

=1240000Kcal/h

Q2= W產(chǎn){cs×（1-ω2）+1×ω2}×（θ2-θ1）

=6250{0.4×（1-1%）+1×1%}×（110-20）=228375Kcal/h

Q3=0.15×（Q1+ Q2）=0.15(1240000+228375)=220256Kcal/h

L=（Q1+ Q2+ Q3）÷〖（i1- i2′）-0.1×0.24×（t2- t0）〗

i1- i2′=（0.24+0.45 d1）×（t1- t2）=（0.24+0.45×0.01）×（450-100）=85.58kcal/kg

L=〖（1240000+228375+220256）〗÷〖85.58-0.1×0.24×（450-20）〗=19804Kg/h

3.5干燥所需的熱量Q干=G×（i1- i0）

i1- i0=（0.24+0.45×d1）×t1＋595×d1-(0.24＋0.45×d0)×t0-595×d0

=(0.24＋0.45×0.01)×450＋595×0.01-(0.24＋0.45×0.01)×20-595×0.01=105.14kcal/kg

Q干=19804×105.14=2082094Kcal/h

為了確保產(chǎn)量，放10%的余量，因此：

干燥系統(tǒng)所需空氣量為：L=19804×1.1=21784kg/h

在100℃時干燥所需空氣體積：19804÷0.96=20629m3/h

在20℃時干燥所需空氣體積：19804÷1.2=16503m3/h

計算三個不同狀態(tài)下的熱焓:

環(huán)境空氣熱焓:i0=(0.24＋0.45×0.01)×20＋595×0.01

=10.84kcal/kg干空氣

熱風熱焓:i1=(0.24＋0.45×0.01)×450＋595×0.01

=115.98kcal/kg干空氣

 排風溫度和進風含濕量下的熱焓:

 i2′=(0.24＋0.45×0.01)×100＋595×0.01

=30.4kcal/kg干空氣

五、轉(zhuǎn)筒直徑計算:

根據(jù)經(jīng)驗,可取質(zhì)量流速:v=1.5kg/m2·s,則轉(zhuǎn)筒直徑為:

  D==2.22m，圓整后去D=2.2m

六、轉(zhuǎn)筒容積計算: 

干燥強度的確定:根據(jù)礦石的干燥強度參數(shù),ω1=25%,

 ω2=1%,t1=450℃,t2=100℃,干燥強度:A=25-50kg/m3·h,

現(xiàn)在熱風溫度為t1=450℃,排風溫度為t2=100℃, ,經(jīng)比較,可取A=40kg/m3·℃,則轉(zhuǎn)筒容積為:

 V=1.2×W水/A=1.2×2000/25=60m3

七、轉(zhuǎn)筒長度計算:

Z=V/(0.7854×D2)=60/(0.7854×2.22)=15.8,經(jīng)圓整,取Z=16m

因此設備型號為：HZG-2.2×16(筒體直徑為2.2m,干燥筒體長度為16m)

八、干燥時間計算:

對于逆流工況,干燥時間有以下計算式:

 τ=0.23×Z/(S×n0.9×D)+8×Z×v/(G×dp0.5)

式中:Z----筒體長度,Z=16m;

S----轉(zhuǎn)筒傾斜度,S=tgβ,β---傾角,β=2.5°,S=0.0437;

 D----筒體直徑,D=2.2m;

n----轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速,n=4r/min;

v-----熱風質(zhì)量流量, 20629kg干空氣/h=5.73kg干空氣/s

G-----產(chǎn)量,G=6250kg/h=1.73kg/s

dp-----產(chǎn)品平均粒徑,dp=100μm

∴τ=0.23×16/(0.0437×40.9×2.2)+8×16×5.73/(1.73×1000.5)

   τ=10.99+42=53min

九、設備筒體壁厚計算:

對于無襯層筒體的壁厚,當筒體直徑D為2～3.6m時,筒體壁厚δ1=16mm,材質(zhì)為碳鋼與SUS316L復合板（12+4），滾圈下筒體壁厚δ2=32mm。

 十、揚料板設計：

1．進口處焊有1m長的螺旋導板，減少進口處的原料堆積。

2．出口處也焊有1m長的螺旋導板，減少產(chǎn)品夾帶和加快排出產(chǎn)品。

3．其他部位采用折板形的升舉式揚料板。

 揚料板的數(shù)量：n1=（6～10）×D，則：n1=6×2.2=13.2，為了使加工時，便于圓周均分，現(xiàn)取n1=12；

揚料板高度：根據(jù)設計資料，揚料板半徑方向的高度hR與轉(zhuǎn)筒直徑D  的關系，取hR/D=0.15，則hR=0.15×2.2=0.33m，楊料板厚度：5mm，材質(zhì)SUS316L

十一、設備布袋計算和選用：

1、排風80℃時的空氣體積流量為：L1=20629m3/h，取布袋過濾速度1.5m/min，濾袋規(guī)格型號為Φ120×2000，則濾袋數(shù)量為:259,取260只;濾袋材質(zhì)為防水防油防靜電覆膜濾袋；過濾目數(shù)為500目。箱體材質(zhì)為物料經(jīng)過處SUS316L.出料為螺旋出料。

注：由于設備選用1臺回轉(zhuǎn)窯連續(xù)干燥，布袋除塵器選為GMC-260；

十二、引風機選型：

根據(jù)排氣量換算應選用9-26-10D-55Kw型引風機

 風量：21465m3/h  壓力：5920Pa  功率：55Kw

 轉(zhuǎn)速：1450r/min,帶調(diào)風閥，減震墊；

十三、電器控制：

① 總線電壓和電流顯示，風機電壓和電流顯示。

② 電器啟動：

(1).引風機啟動;(2). 滾筒轉(zhuǎn)動采用變頻調(diào)速;(3).進料關風機采用變頻調(diào)速；

③ 溫度和壓力測量:

  (1).熱風出口溫度測量. (2).布袋除塵器進風口溫度測量.