125吨年石灰石烘干机的设计.doc

1、 明德至善 博学笃行 12.5吨/年石灰石烘干机的设计摘要：本课题设计的是12.5万吨/年石灰石回转烘干机，石灰石是生产水泥的主要原料，回转烘干机对石灰石的烘干对水泥生产有重要的作用。针对课题设计采用逆流式烘干机，回转烘干机内部装置选择扇形式，根据产量可以确定烘干器的规格。物料从进料口进入烘干机，烟气从相反的方向进入烘干机，对物料进行烘干。本设计用煤是从课本上提供的大同烟煤对烟气进行计算，以确定废气量、功率。燃烧室选用层燃燃烧室，收成设备选用旋风收尘器。关键字：12.5万吨/年 逆流式 层燃燃烧室 旋风收尘器Abstract：The subject of the design is 12500

2、0 tons/year limestone rotates the dryer. limestone is the production of the main raw material, and cement rotary dryer drying of limestone of cement production has important role. According to the study design against dryer rotary dryer, internal device choice, according to production form fan can b

3、e determined stoving implement specification. From incoming material mouth into the dryer, smoke from the opposite direction into the dryer, for drying of material. This design using coal from the textbooks of datong coal gas to provide calculation to determine, waste gas quantity, power. The combus

4、tion chamber choose layer combustion chamber. vest equipment selection fuel whirlwind dust collector.Key words: 125000 tons/year against dryer layer combustion chamber fuel whirlwind第一章 前言1.1课程设计背景石油是经济的命脉，国力发展的命脉，谁拥有了石油，谁就拥有了21世纪的发展。储备石油，参与石油期货市场的交易，不仅仅是经济活动，而是出于战略发展目标的考虑。因此控制石油资源是爆发伊拉克战争的因素之一。中国有句

5、古语，民以食为天，天命也。石灰石就是水泥工业的粮食，是水泥生产的命脉。水泥厂只要生产，就一刻离不开石灰石，谁占有了石灰石资源，谁就占有了水泥工业的发展。目前我国水泥企业争夺市场之战，也可以说是争夺石灰石资源之战，因此大企业集团把占有优势石灰石资源作为实现自身发展战略的措施之一。回转式烘干机适用范围广、操作方便、运转率高，在水泥工业中被广泛用于烘干粘土、矿渣、石灰石、燃料。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。

6、近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干回转烘干机筒体一般为单直筒型，安装时筒体与水平成一倾斜角度，物料从高端进入，随着筒体的回转缓缓流向低端而后卸出。在中小型水泥厂中，烘干机的筒体长度一般为6-20m，以保证物料在烘干机内的停留时间，满足烘干工艺要求。出热风炉的热气流和物料在筒体内以顺流或逆流形式进行热交换。1.2课程设计的依据1.2.1回转烘干机的原理及特点回转式烘干机（又称转筒试干燥器）的工作原理：物料从较高一端加入，载热体由低端进入，与物料成逆流接触，也有载热体和物料一起并流进入筒体的。随着圆筒的转动物料受重力作用运行到较底的一端。湿物料在筒体内向前移动过

7、程中，直接或间接得到了载热体的给热，使湿物料得以干燥，然后在出料端经皮带机或螺旋输送机送出。在筒体内壁上装有抄板，它的作用是把物料抄起来又撒下，使物料与气流的接触表面增大，以提高烘干速率并促进物料前进。载热体一般分为热空气、烟道气等。载热体经烘干机以后，一般需要旋风除尘器将气体内所带物料捕集下来。如需进一步减少尾气含尘量，还应经过袋式除尘器或湿法除尘器后再放排放。石灰石烘干机性能特点：1、比单筒烘干机减少占地面积50%左右，土建投资降低50%左右，电耗低于60%。2、设备所需投资是国外进口产品1/6，投资小，收益快。3、具有耐高温的特点，能够使用高温热风对物料进行快速烘干。4、抗过载能力强，筒

8、体运行平稳，可靠性高。5、转筒干燥机械化程度高，生产能力较大，可连续运转。6、整体系统密封性能好，并配有完善的除尘装置，无粉尘外溢，操作环境好。7、采用新颖独特的密封装置，并配以效果良好的保温系统，有效的降低了烘干系统的煤耗。1.2.2回转烘干机的结构和型式回转烘干机的主体是一个电动机带动，做回转运动的金属圆筒，筒体是由厚度为1020mm的锅炉钢板焊接而成的，起直径一般为13m,转速一般为2-7r/min，长径为5-8，转筒沿物料前进的方向有3%-6%的倾斜度，筒体上装有大齿轮和轮带，转筒借助于轮带支撑在两对托轮上，转筒的中心与每对托轮中心的连线呈60度角，为指示和限制筒体沿倾斜方向窜动，在轮

9、带的两侧装有一对挡轮。电动机通过变速箱、小齿轮带动筒体上的大齿轮，使筒体回转。为防止漏风，在转筒与燃烧室（或混合室）及集尘室的连接处均设密封装置；在筒体的进料端为防止物料逆流，还没有挡料圈。筒体的倾斜及回转，使物料在筒的举升和本身的重力作用下，从筒体较高的一端向较低的一端。在运动过程中物料与介质接触，逐渐被干燥。为改善物料在干燥器内的运动状况及加强与介质的热交换，转筒内通常装有金属养料板、格板、链条等附加装置。扇形式，适用于密度大的大块物料，如石灰石、页岩等。1.2.3回转烘干机的加热方式及流程回转烘干机是对流或对流辐射式干燥器，载热介质为热烟气或热空气。介质温度较低时主要是对流传热；介质温度

10、较高时，辐射传热量占有一定比例。按介质对物料的加热方式来分有直接加热、间接加热和复合加热三种形式。直接加热是指介质与物料在转筒内直接接触，温度较高的介质将热量传给物料；间接加热是指介质不与物料直接接触，用于对高温敏感或怕介质污染在物料干燥；复式加热是上述两种加热方式的总和，如双筒式烘干机中课使介质先在筒中流动，对物料进行加热方式中以直接加热热效率最高，复式加热次之，间接加热热效率最低。在硅酸盐工业中大多采用直接加热方式。直接加热的回转烘干机，胺物料与介质的流动方向有可分为顺流式和逆流式两种。对于石灰石烘干机经常采用的是逆流式回转烘干机。逆流式回转烘干机内，介质相对于物料逆向流动。在烘干机的进料

11、端，水分高、温度低的物料与湿度高、温度较低的介质相遇，而在烘干机出料端，已被干燥的温度较高的物料与低湿高温的介质接触，因而当介质参数与物料初水分相同时，物料的终水分低于顺流式而终温度则高于顺流式，以致介质与物料之间的对数平均温差较顺流式大，所以热效率也相对要高些。逆流式回转烘干机的特点是干燥速率叫均匀，物料的终水分较低，热效率较高，适用于终水分要求很低而又不能强烈脱水的物料或对高温不敏感的物料，如砂子、石灰石等物料的干燥。回转烘干机所用的干燥介质的类型和参数视物料的性质与要求而定。在硅酸盐工业中常采用有专设燃烧室产生的高温烟气作为干燥介质。因高温燃烧产物的温度通常在1000以上，若直接进入烘干

12、机会烧坏金属，并可能破坏物料的结构而改变物性，因此须使高温燃烧产物与冷空气混合至工艺所要求的温度，然后进入烘干机。混合过程可在专设的混合室内进行，也可不设混合室下表列出了硅酸盐工业常见的一些原料和燃料在回转烘干机中烘干所需的介质温度参考值。离开烘干机的废气温度与其湿度及收尘和排风设备有关。原则上应保证废气经收尘设备、排风设备进入大气时，其温度不低于露点，必要时应对上述设备和管道进行保温，防止水汽冷凝。但废气温度不宜过高，否则热耗增大。废气出回转烘干机的温度一般为100-150，物料温度低于气体温度，为80-120。被烘干物料名称烟煤无烟煤粘土矿渣砂子石灰石高岭土进烘干机的介质温度（）40070

13、0500700600800700800800900800100080010001.3烘干物料设备原理及其应用1.3.1物料的烘干在水泥工业中，当采用干法生产时，各种含水的物料如原料、煤和混合材都需要进行烘干，而采用湿法生产时，煤和混合材也需要烘干，这样才能保证粉磨作业的正常进行。入磨物料的水分，对磨机的产量，出磨物料的质量及磨机的操作都有很大的影响。入磨物料水分多，磨内含湿量高，细粒物料会粘附在研磨体、衬板和隔仓板上，使粉磨效率下降；而且，入磨物料水分过高必然会使磨机作业条件恶化，给操作和质量控制带来困难。此外，喂入磨内的物料，其配合比会受到物料内水分的波动而变化，从而出磨产品的质量也随之受到

14、影响。因此，排除物料过多水分的烘干工序是水泥生产中必不可少的重要环节。水泥厂采用单独进行烘干的烘干设备有回转式、悬浮式、流态式、沸腾式、重力式等。其中最常用的是回转式烘干机。这种烘干机虽然烘干效率低，投资大，、但是对物料的适应性强，可以烘干各种物料，且设备操作简单可靠，故得到普遍采用。1.3.2干燥设备分类及在水泥中应用物料的干燥可以自然的或人工的方法进行。自然干燥，即把湿物料堆放在棚屋里或室外晒场上，借风吹日晒使其干燥，这种方法的优点是无需专门设备，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，产量低，劳动强度高，操作条件差，而且受气候影响大。人工干燥，是把物料堆放在专门的干燥器中进行干燥，人工干燥时，传给

15、物料热量的方式很多，如利用热空气或热烟气的对流传热；利用红外线灯或热的金属、陶瓷、耐火材料等表面的辐射传热。利用热空气或热烟气的对流作用进行加热干燥的方法称为对流干燥，所用的热空气或热烟气称为干燥介质，根据水泥工业物料的特点，普遍采用对流干燥法。这种方法热源容易获得，设备较为简单，总的费用也较低。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干。干燥

16、作业还可以和粉碎、选粉等其它作业同时进行，目前水泥厂的煤粉制备大多采用烘干兼粉磨系统。近年来，国内外对水泥原料等采用烘干兼粉磨流程也日益增多。这种方法可以简化工艺过程，减少热量消耗，但若物料的初水分超过烘干兼粉磨系统的允许范围时，则仍需另设烘干设备进行预先烘干。总之，烘干过程是水泥工业中基本的热工过程之一，干燥过程进行的好坏直接影响水泥的产质量，因此水泥工作者对烘干设备必须给与足够的重视。1.4回转烘干机工艺流程流程型号及特性1.4.1回转烘干机的工艺流程回转式烘干机的生产流程如图所示，其主要附属设备有烘干机燃烧室，喂料与卸料设备，收尘器和排风机等。湿物料由皮带机2送至喂料端锻，经下料溜子进入

17、烘干机5。回转式烘干机筒体转速一般为2r/min5r/min,倾斜度一般为3%6%.物料在筒体回转时,由高端向低端运动,从低端落入出料罩,经翻板阀卸出,再由皮带机运走.而热气体由燃烧室3进入烘干机筒体,与物料进行热交换,使物料强烈脱水,气体温度下降.废气经出料罩,收尘器6,由排风机7经烟囱8排至大气.1.4.2回转烘干机的型号及特性在回转烘干机内，按物料与热气体流动的方向的不同，有顺流式和逆流式两种。顺流式烘干机物料与热气流的流动方向是一致的，在进料端，湿物料与温度较高的热气体接触，其干燥速度较快，而在卸料端，由于物料易被烘干，物料温度也升高了，而气体温度以降低，二者温差较小，故干燥速率很慢，

18、所以在整个筒体内干燥速率不均匀。逆流式烘干机物料与热气体流动方向是相反的，已烘干的物料的物料与温度较高、含湿量较低的热气体接触，所以整个筒体内干燥速率比较均匀。顺流干燥烘干特点示意图逆流干燥烘干特点示意图再选择烘干机的顺逆流操作时，应根据具体条件来考虑，入物料的特性、粒径、物料最终水分的要求以及车间的布置情况等。在水泥厂中两种操作方法均有采用，而以顺流操作的居多，其主要特点如下：1. 在烘干机热端，物料与热气体的温差较大，热交换过程迅速，大量水分易被蒸发，适用于初水分较高的物料。2粘性物料进入烘干机后,由于表面水分易蒸发，可减少粘结,有利于物料运动。用于烘干湿煤时，可避免高温气体直接接触干煤引

19、起着火。3顺流操作的热端负压低，能减少进入烘干的漏风量，有利于稳定烘干机内热气体的温度及流速。4喂料与供煤同设与烘干机的热端，车间布置较方便。5顺流操作的烘干机出料温度低，一般可用胶带输送机输送。6顺流操作的粉尘飞扬较逆流时要多，烘干机内总的传热速率比逆流式要慢。回转烘干机的规格是以筒体的直径和长度表示，目前我国水泥厂常用的几种规格的烘干机及设备参数如下表所示：编号规格（m）L/D有效容积转速斜度（%）功率（KW）115 53.92.4454.521.2658.1254.531.512821.22.0852042.2125.45394.751752.2146.36474.95.241462.4

20、187.581.43.243073206.67141.53.5365回转烘干机的操作控制参数干燥物料的种类石灰石矿渣粘土烟煤无烟煤进烘干机热气温度（）8001000700800600800400700500700出烘干机废气温度（）100150100150801109012090120出烘干机物料温度（）100120801008010060906090烘干机出口气体流速（m/s）1.531.531.531.531.53第二章 回转烘干机的选型计算2.1 烘干机的实际产量计算2.1.1烘干机的实际每小时产量计算 2.2燃料的燃烧计算2.1.1煤的选取及基准的转换（大同烟煤）Mar Mad Aad

21、 Ad Vdaf Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf Qnet2.28 1.42 4.69 29.59 83.23 5.24 10.21 0.64 0.53 29.69MJ/Kg 2.1.2计算空气需用量，烟气生成量，烟气成分基准：100Kg煤，引用下表1Kg煤燃烧所需理论空气量：实际空气量：理论烟气量：实际烟气量：2.1.3烟气的燃烧温度和密度设进窑炉的煤和空气的温度均为20度，差表可知,由上表可知，燃料的收到基低位放热量：=33977.6+10304.88+109(0.49-9.5)-252.28=30293.71kJ理论燃烧温度：设则10.11.681800=30542.4

22、30572.8设则10.11.681900=32239.230572.8实际温度烟气分子量 在温度时的密度为2.2 物料平衡及热平衡计算2.2.1确定水的蒸发量每小时水分蒸发量2.2.2干燥介质用量冷空气温度20度，高温烟气湿寒量： 热含量：高发热量：求：如图可以得到，；每小时干燥介质用量：混合比：2.2.3燃料消耗消耗量当时，蒸发1Kg水的燃料消耗为：每小时燃料消耗2.2.4废气生成量废气量分为三份：出的废气为80，则2.3烘干机的容积V及规格 烘干机的容积及规格:规格筒体内径(m)1.21.21.52.22.43.03.0筒体长度（m）8101212182025筒体容积（）9.111.32

23、1.245.681141.4筒体转速（r/min）5.55.55.074.73.23.53.5筒体斜度（%）3555434电机转数（r/min）9609701460970970985985电机功率（kW）5.57.517223055552.4电动机的功率复核系数k值物料填充率（%）0.10.150.200.25单筒回转烘干机的k值0.0490.0690.0820.0922.5烘干机的热效率计算2.6废气出烘干机的流速2.7根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置2.7.1 收尘设备选型排风量： 废气含尘浓度选用CLT/A型旋风收尘器，它的特点是结构完善，能在阻力较小的条件下具有较高的

24、收尘效率，收尘器的阻力系数为105，根据气体流量和含尘浓度的大小选用直径为。筒体截面上的气体流速为每个筒体的气体流量所需旋风收尘器个数为：因此选用三个旋风收尘器。2.7.2选型依据1） 含尘气体的处理量，可根据烘干机出口废气量考虑一定的漏风和储备获得。2） 含尘浓度和排放标准，。3） 总的收尘效率:2.8确定燃烧室及其附属设备2.8.1据工艺要求选择燃烧室的型式 燃煤量小于200Kg/h时可以选人工操作+燃烧室，燃煤量大于200Kg/h选用机械化操作燃烧室。由于2.8.2计算炉篦面积燃烧室炉蓖面积热强度通风方式及煤种燃烧室型式人工操作燃烧室回转炉蓖燃烧室倾斜推动炉蓖燃烧室振动炉蓖燃烧室人工通风

25、烟煤无烟煤8109309301050930105058081081093081093093011609001160自然通风烟煤无烟煤350580470700520700520700从表中可以看出，取2.8.3计算炉膛容积，燃用挥发分较高的煤（如烟煤）时可取低值，燃用挥发分较低的煤（如无烟煤）时可取高值。则取。2.8.4计算炉膛高度2.8.5 燃烧室鼓风机鼓风量计算根据风量鼓风机可以选型为YXX-2.5，其参数如下风量全压转速电机功率794128Pa1450r/min0.04kW2.9确定烟囱选型计算2.9.1烟囱的高度 烘干机每小时排烟量 烟囱高度可以根据大气污染物排放标准中的规定来确定。烟囱

26、高度/m1122661010202635烟囱最低高度/m202530354045由此表可取烟囱高度H=20m。2.9.2烟囱的直径烟囱出口烟气流速v(m/s)通风方式运行情况全负荷时最小负荷时机械通风102045自然通风6102.53由表可以选取=4m/s。则烟囱出口直径： 烟囱底部直径：第三章 总结回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相

27、结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。本设计根据石灰石的产量12.5万吨/年，石灰石的湿机初水分和终水分，确定烘干机的每小时的产量。大同烟煤地位放热量高，选择大同烟煤进行煤的计算，通过计算，由于燃煤量比较低，所以选择人工操作的层燃燃烧室。物料密度比较大，水分含量较低，故烘干机选择逆流式，内部结构为扇形机构。根据废气生产量，选择旋风收尘器，然后计算其直径和个数。又由废气的排放量选择烟囱的高度并计算烟囱的上下端的直径。由计算数据可知，选定机型规格选定为。检验得烘干机出口废气

28、流速为0.53，满足细度小，密度小的物料在0.11.0的范围，本次设计所计算参数均在型烘干机的标准数据范围内，所以选择型烘干机是正确的；对燃烧室选型的计算得其燃煤量为85.23 200,所以燃烧室类型选定为人工层燃燃烧室。综上所述，本设计对筒体规格和燃烧室类型的选取是合理的，在收尘方面效果是明显的能够达到环保的要求，在排风方面也是可行的。总的来说，本设计对于矿渣的烘干，在技术上和经济上都具有一定的优势，运用于实际生产是可行的。参考文献1 孙晋涛主编，硅酸盐工业热工基础(重排版)M.武汉理工大学出版社，19922 韩梅祥主编.水泥工业热工设备及热工测量. 武汉工业大学出版社.19913 朱昆泉、

29、许林发. 建材机械工程手册. 武汉工业大学出版社.20004 张庆今.硅酸盐工业机械及设备.华南理工大学出版社.19925 于润如，严生.水泥厂工艺设计. 中国建材工业出版社.19956 柴小平. 水泥生产辅助机械设备. 武汉工业大学出版社.19937 武汉建筑材料工业学院等编.水泥生产机械设备.中国建筑工业出版社.19818 杨祥坤等.水泥设备标准手册.中国建材工业出版社.19989 武汉建筑材料工业学院等编.建筑材料机械与设备.中国建筑工业出版社.198010 许林发.建筑材料机械设计（一）.武汉工业大学出版社.199011 张森林.建材机械与设备.武汉工业大学出版社，199112 铁大铮

30、、于永礼.中小水泥厂设备工作者手册.中国建筑工业出版社.198913 姜煜林.水泥热工机械设备15 张少明.新型烘干机的中间试验.水泥.1990致 谢在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！另外，感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课程设计，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在这学期快要结课的时候，能够将学到的只是应用到实践中，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。感谢所有任课老师和所有同学在这三年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意。感谢寝室里的舍友，是你们三年来对我的关照使我的拥有一个良好的学习环境是我能专心学习生活。24