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煤转气搅拌设备干燥滚筒热力学分析(2)

时间:2015-03-20 11:43 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:刘波等 点击次数:


  在不考虑进料口二次进风的前提下,骨料加热分为三个阶段。第一阶段为冷骨料预热,冷骨料主要集中在干燥滚筒进料区,在抄板与螺旋叶片作用下自由跌落;新骨料预热产生的烟气用来加热旧骨料。第二阶段为新骨料进入到烘干区,旧骨料中的水分被蒸发,并且被加热到烟气温度,此过程中骨料在抄板作用下上升、下落,新旧骨料充分吸收热量。第三阶段为新旧骨料被同时加热到搅拌所需的温度,此过程中热烟气被不断地传给旧料。通过对干燥滚筒骨料加热分析可知,新骨料充分加热产生的热烟气对旧料进行预热,避免了旧料与燃烧火焰直接接触而发生旧料沥青烧焦、变质、二次燃烧等问题,同时旧料轻质油被蒸馏出来而产生的“蓝烟”直接导入除尘设备,使新骨料不被废旧烟气影响,保证了新骨料的烘干质量,提高了干燥滚筒骨料的加热性能。
  2.2 干燥滚筒热力学分析
  通过骨料加热分析可知,骨料在进入滚筒之前暴露在空气中的温度为T0,首先冷骨料中的水分被预热到可以蒸发的温度T2,同时对旧料沥青预热;其次旧料中的水分被汽化,且旧料加热到烟气温度;最后新骨料加热到搅拌温度T3,旧料加热到搅拌温度T3,在加热过程中产生尾气温度为T4。
  2.2.1 加热冷骨料需要的热量Q1
  新料烘干筒的生产能力为G1(t·h-1),冷骨料中水分含量为p,加热冷骨料所需热量包括水分预热消耗热量、加热石料热量和汽化热量3个部分,这3个部分每小时所消耗的热量如下。
  (1) 冷骨料水分预热所消耗的热量Q1,1
  Q1,1=G1Cwp(100-T0)(1)
  式中:Cw为水的比热(kJ(kg·℃)-1)。
  (2) 加热石料所消耗的热量Q2,2
  Q2,2=G1Cg(1-p)(T2-T0)(2)
  式中:Cg为石料的比热(kJ(kg·℃)-1)。
  (3) 冷骨料中水分被汽化所消耗的热量Q1,3
  Q1,3=G1p[γ+Cs(T4-100)](3)
  式中:Cs为水蒸气的比热(kJ(kg·℃)-1);γ为水蒸气的汽化热(kJ·kg-1)。
  那么加热冷骨料总共需要的热量为
  Q1=Q1,1+Q1,2+Q1,3(4)
  2.2.2 加热旧沥青料需要的热量Q2
  旧料烘干筒的生产能力为G2(t·h-1),混合料中石料含量为p1,含水量为p2,沥青含量为p3,则p1+p2+p3=1。加热旧沥青料需要的热量包括旧料水分预热所需的热量、加热石料热量、汽化热量以及加热旧料中沥青所需的热量。这4个部分每小时消耗的热量如下。
  (1) 旧料水分预热消耗的热量Q2,1
  Q2,1=G2Cwp2(100-T0)(5)
   (2) 加热石料所消耗的热量Q2,2
  Q2,2=G2CRp1(T3-T0)(6)
  式中:CR为旧石料的比热[kJ(kg·℃)-1]。
  (3) 旧料中水分被汽化消耗的热量Q2,3
  Q2,3=G2p2[γ+Cs(T4-100)](7)
   (4) 加热旧料中沥青消耗的热量Q2,4
  Q2,4=Q2C1p3(T3-T0)(8)
  式中:C1为沥青的比热[kJ(kg·℃)-1]。
  那么加热旧沥青料所需要的热量为
  Q2=Q2,1+Q2,2+Q2,3+Q2,4(9)
  2.2.3 干燥滚筒筒壁损失的热量Q3
  干燥滚筒筒壁损失的热量包括2个部分,即新料滚筒筒壁损失的热量与再生滚筒筒壁损失的热量。
  Q3=3 600πDL(t1-t0)h(10)
  式中:t0为大气平均温度(℃);t1为新、旧滚筒筒壁平均温度(℃);D为干燥滚筒内径(m);
  L为干燥滚筒长度(m);h为筒壁的传热系数(kJ(m2·℃)-1)。
   h=9.211(t1-t0)5/4+16.747t1+2371004-
   t0+23710043 600(t1-t0)(11)

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