水泥厂废气处理系统物料平衡及热平衡计算
水泥厂废气处理系统物料平衡及热平衡计算
一.计算条件
1,物料
①易磨性:m0
②粉磨前综合水份:×m1=2.5%;
③粉磨后综合水份:×m2=0.5%;
④粉磨前物料温度:Tm1=150C;
⑤粉磨后物料温度:Tm2=850C;
2,窑气
①体积:VK=1.5131Nm³/Kg-cl×5000×1.1×1000/24=346750Nm³/h;
②烧成系统设计能力:5000t/d,放大系数:1.1;
③温度:TK=3300C;
④湿度:WK=70%;
⑤含尘量:AK=55g/Nm³;
⑥入煤磨窑气量:Vk2=52650Nm³/h(温度:Tg1=3100C);
3,磨机
①型号:Ato×50;
②原料磨系统设计能力:G0=400t/h;
③要求入磨风量:Vg1=478725Nm³/h(温度:Tg1=200~3500C);
4,环境
①温度:Ta=150C;
②湿度: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蒸发水量: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入磨气体量:Vg1=478725Nm³/h;
⑤出磨气体量:Vg2=Vg1+VH2O+Vs+Vf=1.05(Vg1+VH2O+Vs)
=1.05(478725+1.25×8.25×1000+3000)
=516639Nm³/h;
三,热平衡
①入磨处需热量:Qg1=Qm+QH2O+Qg2+Qd-Qgr
物料温升吸热:Qm=Gm1×Cm×(Tm2-Tm1)=410.2×0.932×(85-15)×1000
=26761448kj/h
蒸发水份吸热: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
出磨气体热焓:Qg2=Vg2×Cg2×Tg2=516639×1.34×95=65768145kj/h
粉磨过程产生热量:Qgr=3600×0.9×(G0×P0+Ps)=3600×0.9×(400×8.72+160)
=11819520kj/h
表面散热:Qd按其余各项5%计;
故:Qg1=1.05×(26761448+21171109+65768145-11819520)=1.06975×108kj/h
②窑气热焓:QK=Vk(Ck+Ak×Cm/1000)×Tk=346750(1.45+55×0.932/1000)×310
=1.61374×108kj/h
③入煤磨窑气热焓:QK2=Vk2(Ck+Ak×Cm/1000)×Tk=52650(1.45+55×0.932/1000)×310
=0.24482×108kj/h
四,讨论:
情形1,窑开.原料磨开.煤磨开Qg1+QK2=1.06975×108+0.24482×108=1.31457×108kj/h
Vg1+Vk2=478725+52650=531375Nm³/h>Vk=346750Nm³/h
即:窑气的热焓大于原料磨及煤磨烘干原燃料所需热焓,而窑气量却小于入磨所需风量;故原料磨进风口须掺冷风或掺循环风,为了让尽可能多的窑气入原料磨,其进风口只掺冷风而不掺循环风,以减少进增湿塔的废气处理量,从而减小电收尘器及原料磨系统风机的规格.
设掺冷风Va后,入原料磨的窑气量为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
这种情况下,进增湿塔的窑气处理量为:
Vk3=346750-(2.22306×105+52650)=71794Nm³/h
进增湿塔的窑气从3100C降到1500C需喷水量GH2O(T)
1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=71794×1.48×(310-150)
GH2O(T)=17000819/2612895=6.51t/h
蒸气量:VH2O(T)=1.25×1000×6.51=8133Nm³/h
出增湿塔的废气量为:
VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(71794+8133)=83923Nm³/h
进电收尘器的废气量为:
VEP=Vg2+VT=516639+83923=600562Nm³/h
进电收尘器的废气温度为:
TEP=(516639×95+83923×150)/625814=98.50C
进电收尘器负压为:-10000Pa
则进电收尘器的废气量为:
VEP=600562×(273+98.5)/273×101325/(101325-10000)
=600562×1.36×1.109=905791m³/h
