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1、铁矿石烘干设备的热工分析中图分类号：g267文献标识码：a文章编号：2009年，我公司与中钢公司达成协议，向米塔尔集团哈萨克斯坦钢厂所属阿坦首尔矿区出口一套矿用转筒干燥设备。此种设备采用直接火焰加热的方式烘干铁矿石，并使用布袋除尘器对尾气中的矿粉进行回收。本次分析通过对加热过程的热工分析计算来最终决定本套设备中最主要的设备燃烧器的确定。基本设计要求和铁矿石的基本情况哈萨克斯坦阿坦首尔矿区位于哈萨克斯坦中部，是典型的露天铁矿。所产铁矿石的粒度为0-60mm，密度为4000kg∕m3，堆密度为2700kg∕m3。湿度为8%，0－60mm的
2、颗粒中0－6mm颗粒的含量为30%，粘土含量达到10%。设计要求为：产量达到250吨/小时，湿度从初始物料的8％降到2％，标准工况环境温度：20℃。热工分析及计算烘干矿料所消耗的总热量q总计包括：q1有效利用的热量,即为对物料加热烘干所需的热量；q2经烘干筒壁散失的热量；q3经烟气散失的热量；q4其他热损失。q=q1+q2+q3+q4q1有效利用的热量对矿料烘干加热所需的热量包括两部分，一部分为物料中所含水分的预热和蒸发所需热量（q水）；一部分为矿料本身的加热所需热量（q矿）。q1=q水+q矿q水=1000gcsw(t1-t0)+10
3、00g(w-w1)[r+c2(ti-t1)]g----设计生产能力，t。取250cs---水的比热，kj/kg·℃。取4.81w---矿料烘干前含水量，%。取8w1---矿料烘干后含水量，%。取2t1---水分蒸发温度，℃。取100t0---矿料进入滚筒前的环境温度,℃。取20r----水的汽化热，kj/kg·℃。取2269c2---水蒸汽的比热，kj/kg·℃。取1.93ti----预热并蒸发完水分后的烟气温度，℃。取180q水=1000gcsw(t1-t0)+1000g(w-w1)[r+c2(ti-t1)]=1000*250*4.
4、81*8%*(100-20)+1000*250*6%*[2269+1.93(180-100)]=7696000+36351000=44047000kjq矿=1000gcg(1-w)(t2-t0)g----设计生产能力，t。取250cg---矿料的比热，kj/kg·℃。取0.75(假定)w---含水量，%。取8t2---烘干结束后的矿料温度，℃。取130t0---矿料进入滚筒前的环境温度,℃。取20q矿=1000gcg(1-w)(t2-t0)=1000*250*0.75*(1-8%)*(130-20)=18975000kj则有q1=q水
5、+q矿=44047000+18975000=63022000kj②q2经筒壁保温层散失的热量q2=3600ks(tδ-t0)s----烘干筒的表面积，m²。取82.54tδ---筒壁的平均温度，℃。取250t0---滚筒的环境温度,℃。取20k----传热系数，kw/m²·℃,k=1/{l1/λ1+l2/λ2+l3/λ3+1/α}l1----筒壁的平均厚度,m。取0.013λ1----钢的导热系数,kw/m·℃。取0.05l2----保温层的平均厚度,m。取0.05λ2----保温层的导热系数,kw/m·℃。取0.
6、000048l3----保温外壁的平均厚度,m。取0.001λ3----钢的导热系数,kw/m·℃。取0.05α----金属外壁到空气的放热系数，kw/m²·℃。取0.058k=1/{l1/λ1+l2/λ2+l3/λ3+1/α}=1/{0.013/0.05+0.05/0.000048+0.001/0.05+1/0.058}=0.00094436kw/m²·℃q2=3600ks(tδ-t0)=3600*0.00094436*82.54*(250-20)=64541kj③q3经烟气带走的热量经烟气带走的热量包括空气带走
7、的热量和燃烧产生的水分带走的热量。q3=m1cp(ti-t0)+m2(j1-j2)m1---保证充分燃烧和负压时的空气质量，kg。取63000cp---在温度ti时空气的平均比热，kj/kg·℃。取1.0835t0----滚筒的环境温度,℃。取20ti----废气温度,℃。取180j1----在ti温度时,1kg水蒸汽的热能,kj/kg。取2850j2----在20℃时,1kg水蒸汽的热能,kj/kg。取84m2---最大燃油量燃烧产生的水分质量，kg。取1.12mm----每小时的最大燃油质量，kg。取1700q3=m1cp(ti-
8、t0)+m2(j1-j2)=63000*1.0835*(180-20)+1.12*1700*(2850-84)=16014784kj④q4其他热损失其他热损失主要包括在出料筒内的热损失和未被考虑的热损失，约取总消耗热量的
