水泥廠廢氣處理系統(tǒng)物料平衡及熱平衡計(jì)算（1-2）

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一.計(jì)算條件

1,物料

①易磨性:m0

②粉磨前綜合水份:×m1=2.5%;

③粉磨后綜合水份:×m2=0.5%;

④粉磨前物料溫度:Tm1=150C;

⑤粉磨后物料溫度:Tm2=850C;

2,窯氣

①體積:VK=1.5131Nm3/Kg-cl×5000×1.1×1000/24=346750Nm3/h;

②燒成系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力:5000t/d,放大系數(shù):1.1;

③溫度:TK=3300C;

④濕度:WK=70%;

⑤含塵量:AK=55g/Nm3;

⑥入煤磨窯氣量:Vk2=52650Nm3/h(溫度:Tg1=3100C);

3,磨機(jī)

①型號(hào):Ato×50;

②原料磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力:G0=400t/h;

③要求入磨風(fēng)量:Vg1=478725Nm3/h(溫度:Tg1=200~3500C);

4,環(huán)境

①溫度:Ta=150C;

②濕度:Wa=50%;

二,物料平衡

①喂料量:Gm1=G0×100/(100-×m1)=400×100/(100-2.5)=410.2t/h;

②出磨料量:Gm2=G0×100/(100-×m2)+Vk×Ak/106

=400×100/(100-0.5)+346750×55/106=421.1t/h;

③蒸發(fā)水量:GH2O=G0×100/(100-×m2)×(×m1-×m2)/(100-×m1)

=400×100/(100-0.5)×(2.5-0.5)/(100-2.5)=8.25t/h;

④入磨氣體量:Vg1=478725Nm3/h;

⑤出磨氣體量:Vg2=Vg1+VH2O+Vs+Vf=1.05(Vg1+VH2O+Vs)

=1.05(478725+1.25×8.25×1000+3000)

=516639Nm3/h;

三,熱平衡

①入磨處需熱量:Qg1=Qm+QH2O+Qg2+Qd-Qgr

物料溫升吸熱:Qm=Gm1×Cm×(Tm2-Tm1)=410.2×0.932×(85-15)×1000

=26761448kj/h

蒸發(fā)水份吸熱:QH2O=1000GH2O[(100-Tm1)×4.187+2257-(100-Tg2)×1.868]

=1000×8.25×[(100-15)×4.187+2257-(100-95)×1.868]

=21171109kj/h

出磨氣體熱焓:Qg2=Vg2×Cg2×Tg2=516639×1.34×95=65768145kj/h

粉磨過程產(chǎn)生熱量:Qgr=3600×0.9×(G0×P0+Ps)=3600×0.9×(400×8.72+160)

=11819520kj/h

表面散熱:Qd按其余各項(xiàng)5%計(jì);

故:Qg1=1.05×(26761448+21171109+65768145-11819520)=1.06975×108kj/h

②窯氣熱焓:QK=Vk(Ck+Ak×Cm/1000)×Tk=346750(1.45+55×0.932/1000)×310

=1.61374×108kj/h

③入煤磨窯氣熱焓:QK2=Vk2(Ck+Ak×Cm/1000)×Tk=52650(1.45+55×0.932/1000)×310

=0.24482×108kj/h

四,討論:

情形1,窯開.原料磨開.煤磨開

Qg1+QK2=1.06975×108+0.24482×108=1.31457×108kj/hVk=346750Nm3/h

即:窯氣的熱焓大于原料磨及煤磨烘干原燃料所需熱焓,而窯氣量卻小于入磨所需風(fēng)量;故原料磨進(jìn)風(fēng)口須摻冷風(fēng)或摻循環(huán)風(fēng),為了讓盡可能多的窯氣入原料磨,其進(jìn)風(fēng)口只摻冷風(fēng)而不摻循環(huán)風(fēng),以減少進(jìn)增濕塔的廢氣處理量,從而減小電收塵器及原料磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的規(guī)格.

設(shè)摻冷風(fēng)Va后,入原料磨的窯氣量為Vk1;

QK1+Qa=1.06975×108kj/h

Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta=1.06975×108

Vk1+Va=478725

即:1.48×Vk1×310+1.295×(478725-Vk1)×15=1.06975×108

得:Vk1=2.22306×105Nm3/h

Va=(4.78725-2.22306)×105=2.56419×105Nm3/h

這種情況下,進(jìn)增濕塔的窯氣處理量為:

Vk3=346750-(2.22306×105+52650)=71794Nm3/h

進(jìn)增濕塔的窯氣從3100C降到1500C需噴水量GH2O(T)

1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=71794×1.48×(310-150)

GH2O(T)=17000819/2612895=6.51t/h

蒸氣量:VH2O(T)=1.25×1000×6.51=8133Nm3/h

出增濕塔的廢氣量為:

VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(71794+8133)=83923Nm3/h

進(jìn)電收塵器的廢氣量為:

VEP=Vg2+VT=516639+83923=600562Nm3/h

進(jìn)電收塵器的廢氣溫度為:

TEP=(516639×95+83923×150)/625814=98.50C

進(jìn)電收塵器進(jìn)口負(fù)壓為:-10000Pa

則進(jìn)電收塵器的廢氣量為:

VEP=600562×(273+98.5)/273×101325/(101325-10000)

=600562×1.36×1.109=905791m3/h

為了進(jìn)一步減小電收塵器及原料磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的規(guī)格,除進(jìn)煤磨的煙氣外全部入原料

磨則原料磨內(nèi)噴水量GH2O(m).

入磨窯氣量:Vk1=346750-52650=294100Nm3/h

摻入冷風(fēng)量:Va=478725-294100=184625Nm3/h

入磨氣體熱焓:

Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta

=1.48×294100×310+1.295×184625×15=1.38519×108kj/h

磨內(nèi)噴水所需吸收熱焓:

(1.38519-1.06975)×108kj/h=31544420

則原料磨內(nèi)噴水量

GH2O(m)=QH2O/{1000×[(100-15)×4.187+2257]}

=31544420/1000/2613=12.072t/h

進(jìn)電收塵器的廢氣量為:

V’EP=V’g2=(516639+12.072×1250)=531729Nm3/h

進(jìn)電收塵器的廢氣溫度為:T’EP=950C

進(jìn)電收塵器進(jìn)口負(fù)壓為:-10000Pa

則進(jìn)電收塵器的廢氣量為:

V’EP=531729×(273+95)/273×101325/(101325-10000)

=531729×1.348×1.109=794899m3/h

情形2,窯開.原料磨開.煤磨停

Qg1+QK2=1.14453×108+0=1.14453×108kj/hVk=346750Nm3/h

即:窯氣的熱焓大于原料磨原料所需熱焓,而窯氣量卻小于入磨所需風(fēng)量;故原料磨進(jìn)風(fēng)口須摻冷風(fēng)或摻循環(huán)風(fēng),為了讓盡可能多的窯氣入原料磨,其進(jìn)風(fēng)口只摻冷風(fēng)而不摻循環(huán)風(fēng),以減少進(jìn)增濕塔的廢氣處理量,從而減小電收塵器及原料磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的規(guī)格.

QK1+Qa=1.06975×108kj/h

Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta=1.06975×108

Vk1+Va=478725

即:1.48×Vk1×310+1.295×(478725-Vk1)×15=1.06975×108

得:Vk1=2.22306×105Nm3/h

Va=(4.78725-2.22306)×105=2.56419×105Nm3/h

這種情況下,進(jìn)增濕塔的窯氣處理量為:

Vk3=346750-2.22306×105=124444Nm3/h

進(jìn)增濕塔的窯氣從3100C降到1500C需噴水量GH2O(T)

1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=124444×1.48×(310-150)

GH2O(T)=29468339/2612895=11.28t/h

蒸氣量:VH2O(T)=1.25×1000×11.28=14100Nm3/h

出增濕塔的廢氣量為:

VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(124444+14100)=145471Nm3/h

進(jìn)電收塵器的廢氣量為:

VEP=Vg2+VT=516639+14547