2. Материальный баланс по сырью

При газообразном топливе расчет упрощается в связи с тем, что нет необходимости считать присадку золы.

Теоритический расход сухого сырья на 1 кг клинкера составит:

Где: п.п.п – потери при прокаливании в составе сырьевой смеси, в условии задания, %.

Практический расход сухого сырья определяют с учетом безвозвратного уноса материала после очистки дымовых газов. При возврате всей уловленной пыли обратно в печь для удовлетворения санитарных норм по содержанию пыли в выбрасываемых газах он не должен превышать 0,1%.

Отсюда практический расход сухого сырья составит:

Расход влажного сырья:

Где: W – влажность сырьевой смеси, %.

Вычисляем также общее количество уноса материала из печи:

Где: n – доля уносимого сырья, для печи 4,5x85м принимаем 15.

Определяем количество возвратного уноса:

По данным химического состава шихты находят содержание в ней карбонатов и углекислоты, %

Где цифровые величины соответствуют молекулярным массам химических соединений.

Количество гидратной воды в сырьевой смеси:

Материальный баланс по сырью на 1 кг клинкера:

Приход, кг Расход, кг

Сырьевая смесь 1,560 Клинкер 1,0

Возврат 0,216 Общий унос 0,231

Выделившиеся из сырья газы:

-углекислый

-гидратная вода

-физическая вода

Невязка составляет ,что соответствует допустимому.

3. Теоритические затраты тепла

Эти затраты слагаются из теплот эндотермических реакций разложения исходных сырьевых материалов при нагревании и экзотермических реакций образования клинкерных минералов при обжиге. Применительно к сырьевой смеси из природных глинистых и карбонатных минералов теоритический эффект клинкерообразования вычисляют по следующим затратам:

1. Расход тепла на дегидратацию глинистых минералов

2. Расход тепла на декарбонизацию:

3. Расход тепла на образование жидкой фазы q₃: железистой 200, без железистой 250 кДж/кг кл. Принимаем q₃=200 кДж/кг кл.

4. Приход тепла от образования клинкерных минералов

Где цифровые величины соответствуют тепловым эффектам реакций образования клинкерных минералов, а процентное содержание минералов в клинкере (по условию).

Теоритическое тепло реакций клинкерообразования равно:

4. Тепловой баланс печи и определение удельного расхода топлива на обжиг клинкера

Тепловой баланс может быть составлен для всей установки, включая холодильник, для печи без холодильника, или включая часть холодильника (в случае колосникового холодильника с выбрасыванием части нагретого воздуха в атмосферу), нагретый воздух из которых поступает в печь в качестве вторичного. Варианты отличаются температурами выходящего клинкера и поступающего воздуха, а также величиной потерь в окружающую среду и должны быть указаны в задании. При составлении баланса печи без холодильника температуру поступающего в печь воздуха или по опытным данным, или рассчитывают, исходя из теплосодержания, выходящего из печи клинкера и теплового КПД холодильника.

Баланс составляют на 1 кг клинкера. Тепло выражают в кДж/кг клинкера.

Приход тепла:

1. Химическое тепло от сгорания топлива:

2. Физическое тепло топлива:

Где: i_т – энтальпия топлива, находиться по справочным данным.

3. Физическое тепло сырья:

Где: i_с – энтальпия сырьевой смеси, кДж/кг при 300 C(справочник),

i_w – энтальпия воды, кДж/кг при 300 С (справочник), М^w – влажность сырьевой смеси, кг/кг клинкера.

4. Физическое тепло воздуха:

Всего приход тепла:

Расход тепла:

1. Теоритическое тепло реакций клинкерообразования

2. Тепло испарения физической воды

Где: Q_исп – тепло на испарение 1 кг физической воды, равное 2491 кДж/кг.

3. Тепло теряемое с клинкером, покидающее печь

Где: i_к – энтальпия клинкера при t=210С выходящего из печи, кДж/кг.

4. Тепло с отходящими газами

5. Тепло теряемое с безвозвратным уносом

Где: i_ун – энтальпия уноса сырьевой смеси

6. Потери в окружающую среду через футеровку печи

Где: К^I – принимают для печей сухого способа с запечными теплообменниками и холодильником 0,20

7. Потеря тепла от механического и химического недожога топлива

Где: К^II – принимают для газообразного топлива 0,005

Приравнивая приход тепла к расходу, определяем удельный расход топлива (b) и удельный расход тепла на обжиг клинкера

Тогда

Подставляя значение b в соответствующие уравнения статей баланса, вычисляют их величины и сводят в таблицу теплового баланса обжига на 1 кг клинкера.

Статьи баланса кДж/кг кл %

Приход

1. Хим. тепло топлива 3592,836 98,85

2. Физ. Тепло топлива 0 0

3. Физ. тепло сырья 21,313 0,57

4. Физ. Тепло воздуха 20,270 0,58

Итого: 3634,419 100

Расход

1. На р-ии клинкерообр-я 1807,51 49,71

2. На испарение физ. воды 37,365 1,02

3. Тепло, теряемое с клинкером 165,8 4,56

4. С отходящ. газами 655,316 18,02

5. С уносом 233,414 6,42

6. В окр. среду 718,567 19,76

7. На недожог 17,964 0,49

Итого: 3635,936 100

Невязка баланса составляет: 1,517 кг или 0,04%

Технологический КПД печи

Тепловой КПД печи