Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Открытое акционерное общество ОАО «Уралкалий» является ведущим поставщиком широкого ассортимента высококачественных продуктов на основе природных калийных, натриевых и магниевых солей.

ОАО "Уралкалий" - крупный производитель минеральных удобрений, в основном занимается продажей хлорида калия за границу. Основное количество выпускаемых удобрений отгружается на экспорт в такие страны, как Бразилия, Китай, Польша, ФРГ и другие.

Хлористый калий (KCl) является самым распространённым калийным удобрением.

Хлорид калия (KCl) представляет собой быстро растворимое удобрение, которое легко усваивается растениями. Может выпускаться в виде мелкозернистого или гранулированного продукта, различных оттенков красного, а также белого цвета в зависимости от способа производства.

Хлористый калий может быть сырьём в получении калиевой селитры (KNO₃) и бертолетовой соли(KClO₃), однако свыше 90 процентов его применяют в сельском хозяйстве в качестве минеральных удобрений, поскольку калий наряду с азотом и фосфором - один из важнейших элементов, необходимых для повышения урожайности.

Процесс сушки хлористого калия заключается в удалении влаги из материалов путем испарения ее и отвода образующихся паров, с целью улучшения качества продукта, предохранения его от слеживания, снижения массы, придания транспортабельности и т.д.

Основной задачей современной сушильной техники является создание новых комбинированных методов сушки, которые обеспечивали бы не только интенсификацию процесса, но и наилучшие технологические свойства высушиваемого материала.

В последние годы в промышленной практике широко используется метод «кипящего слоя» в качестве одного из действенных средств интенсификации производства. Целый ряд процессов химической технологии (обжиг руд и концентратов, сушка различных материалов и т.д.) производится в кипящем слое.

Важным свойством взвешенного слоя - является его текучесть, подобная текучести жидкости. Вследствие текучести «кипящий слой» («КС») называют псевдоожиженым. То есть процесс сушки в печах «КС» заключается в псевдоожижении сыпучего материала горячим потоком газа (сушильного агента) при скорости последнего, достаточной для перевода материала из неподвижного состояния в состояние кипения.

Сушка хлористого калия, в печах с псевдоожиженным слоем приводит к образованию пылегазовых выбросов, загрязняющих атмосферный воздух. Жёсткие современные требования по защите атмосферного воздуха обусловливают необходимость разработки и освоения, новых более эффективных средств и методов защиты атмосферы на предприятиях.

Система пылегазоочистки, рассматриваемого в проекте процесса, состоит из двух стадий. Первая стадия сухой пылегазоочистки (ПГО) и вторая стадия -мокрой. Стадия сухой ПГО происходит в циклонах ЛИОТ со вставками верхней части, выполненными из листов стали, и расположенных ступенчато, по окружности, с зазорами для прохода газов. Мокрая стадия представлена трубами Вентури с каплеуловителями.

Основным недостатком второй стадии очистки является образование больших объемов солевого шлама.

В данном проекте предлагается заменить скруббер Вентури на рукавный фильтр, тем самым снизить затраты на очистку газа и увеличить степень очистки газа практически до 100%.

Рукавные фильтры компактны, что делает их незаменимыми при проведении реконструкции (модернизации) газоочистного оборудования. Используемые в рукавных фильтрах фильтровальные материалы позволяют осуществлять очистку в широком диапазоне температур окружающей среды -- от отрицательных значений до 300-500 °С;

Данные фильтры могут устанавливаться в различных климатических условиях.

Капитальные затраты на установку, а также время на монтаж и ввод в эксплуатацию рукавного фильтра низки, что является критически важным при проведении реконструкций, требующих остановки основного технологического оборудования.

Таким образом, можно уверенно утверждать, что использование рукавных фильтров является наиболее перспективным способом очистки газов и аспирационного воздуха от твердых компонентов.

1. Аналитический обзор литературы

Сушка хлористого калия сопровождается значительными выбросами в атмосферу как твёрдых, так и газообразных твёрдых веществ. Среди них можно отметить:

- неорганическую пыль NaCl, KCl;

- сернистый ангидрид, двуокись азота, пятиокись ванадия, окись углерода, образующиеся при сгорании топлива;

- хлористый водород - продукт термического гидролиза хлористого магния, содержащегося в руде;

- алифатические амины, которые используются как флотореагенты и антислёживатели калийных солей.

Вредное воздействие отходов калийных предприятий на окружающую среду выражается в засолении почв, поверхностных и подземных вод, загрязнении атмосферы.

Очистка технологических и отходящих газов в промышленности является исключительно важной задачей.

Для очистки загрязненного атмосферного воздуха проводится разделение газовых неоднородных систем. Если требуемая степень очистки не достигается в одном аппарате, то применяют многоступенчатые установки, состоящие из аппаратов одного или разных типов.

В зависимости от способа разделения газоочистительная аппаратура подразделяется следующим образом.

1) Пылеосадительные камеры.

Громоздки и малоэффективны, поэтому применяются для предварительной, грубой очистки газа. Степень очистки 30 - 40%.

2) Циклоны.

Воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки -- инерционный (с использованием центробежной силы). Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности. Степень очистки составляет 70 - 90%.

Рисунок 1 - Схема центробежного пылеуловителя (циклона)

К достоинствам циклона можно отнести простоту устройства, отсутствие движущихся частей. Недостатками являются большое гидравлическое сопротивление, чувствительность к перепадам нагрузок, низкая степень очистки газов от тонкодисперсной пыли.

3) Электрофильтры.

Предназначены для высокоэффективной очистки газов от пыли, золы и др., выделяющихся при технологических процессах. Позволяют провести тонкую очистку газов. Разделение тонкодисперсных газовых сред осуществляется в поле действия электростатических сил. Эффективность очистки достигает 99,9%. Достоинствами электрофильтров являются: высокий коэффициент очистки газов и малое гидравлическое сопротивление; недостатками -- большие габариты, высокая стоимость в связи с применением устройства для получения постоянного тока высокого напряжения.

4) Мокрые пылеуловители (скрубберы).

Применяются для тонкой очистки запыленного газа. В аппаратах мокрой очистки взаимодействуют два потока - газ и жидкость. Взаимодействие потоков осуществляется на следующих поверхностях: жидкой пленки (пленочные скрубберы), капель (скрубберы Вентури), пузырьков газа (барботажные аппараты). Выделение твердых частиц из газа происходит под действием сил тяжести, инерционных сил, в том числе и центробежных. Степень очистки в скруббере достигает 75 - 85%. Мокрые пылеуловители имеют ряд преимуществ перед аппаратами других типов: отличаются сравнительно небольшой стоимостью и более высокой эффективностью улавливания взвешенных частиц по сравнению с сухими механическими пылеуловителями; могут быть применены для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм (например, скрубберы Вентури);

Перечисленные преимущества аппаратов мокрого пылеулавливания позволяют широко их применять в системах пылеочистки сушильных установок, особенно во вторых ступенях очистки.

Однако метод мокрого обеспыливания имеет и ряд недостатков:

- улавливаемый продукт выделяется в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод и, следовательно, с удорожанием процесса очистки;

- в случае очистки агрессивных газов аппаратуру и коммуникации не обходимо защищать антикоррозионными материалами.

Рисунок 2 - Схема устройства скруббера Вентури: 1 - труба Вентури; 2-каплеуловитель.

5) Рукавные фильтры.

Также как и электрофильтры, имеют высокую степень очистки (98 - 99%).

Схема рукавного фильтра приведена на рис.3. Рукавный фильтр представляет собой прямоугольный корпус 1, в котором находятся тканевые рукава 2. Нижние концы рукавов открыты и закреплены на общей трубной решетке 3. Верхние концы снабжены крышками и подвешены к общей раме 6. Запыленный газ вентилятором подается в коническую часть аппарата и, пройдя через решетку, поступает внутрь рукавов. Твердые частицы оседают на внутренней поверхности рукавов, а очищенный газ проходит через ткань и удаляется через выхлопную трубу 7. Для уменьшения гидравлического сопротивления рукава периодически встряхиваются с помощью кулачкового механизма 8, установленного сверху аппарата. Пыль падает в коническую камеру и выгружается шнеком 4 через шлюзовой затвор 5.

К достоинствам рукавных фильтров относится высокая степень очистки от тонкодисперсной пыли, к недостаткам - быстрый износ ткани рукавов, непригодность для очистки влажных и горячих газов.

Рисунок 3 - Схема рукавного фильтра:

1- корпус; 2 - тканевые рукава; 3 - решетка; 4 - шнек; 5 - шлюзовой затвор; 6 - рама; 7 - выхлопная труба; 8 - кулачковый механизм.

Анализ литературы позволяет сделать следующий вывод: для наибольшей эффективности, вторую стадию пылегазоочискти, в производстве флотационного хлористого калия, целесообразнее проводить в рукавных фильтрах [1, 2, 4].

2. Технико-экономическое обоснование сырья, энергоресурсов, мощности производства, географической точки строительства

Верхнекамское месторождение калийных солей расположено на Западном Урале, в Пермской области. Этот гигантская линзообразная залежь, вытянутая с севера на юг на 200 км, шириной до 50 км, площадью 6,5 тысяч квадратных километров. Она состоит из подстилающей каменной соли, калийных и калийно - магниевых солей и покровной каменной соли. Залежь калийных солей имеет протяжённость до 136 км, ширину до 40км, площадь - 3,5 квадратных километров.

Минеральный состав промышленных пластов: сильвин, галит, карналлит с некоторым количеством карбонатов и сульфонатов кальция и глинистых минералов.

Сырьём для калийной промышленности служат калийные руды Верхнекамского месторождения. БПКРУ-2 разрабатывает дурыманский участок залежей руды, где содержание KCl в добываемом сильвините составляет 31-33%, н.о.-4,5-6,0%.

Сильвинит молотый, представляющий собой дроблёную руду, в состав которой входят растворимые в воде минералы сильвин (KCl) и галит (NaCl), а также примеси минеральных соединений солей кальция, магния, нерастворимого остатка и другие.

Таблица 1 - Характеристика исходного сырья

Наименование сырья	Обозначение стандарта	Наименование показателей, обязательных для проверки	Нормы показателей по НТД
Сильвинит молотый	СТП 39-96	1) Внешний вид - дроблёная, сыпучая масса, содержащая сростки минералов различной крупности. 2) Цвет- красный или красно- бурый с сероватым оттенком. 3) Массовая доля хлористого калия,% 4) Массовая доля хлористого магния, % 5) Массовая доля нерастворимого в воде остатка, % 6) Гранулометрический состав руды: Массовая доля частиц крупностью: Менее 1 мм, % От 1 до 5 мм, % Более 10 мм, %	32,51,5 0,60,4 4,50,8 284 не норм. 186

Источником промышленного водоснабжения сушильно-грануляционного отделения является Верхне - Зыряновское водохранилище (пруд № 2).

Продукция объединения отправляется потребителям железнодорожным транспортом в крытых вагонах и минераловозах, а также по реке Каме - притоку Волги в судах класса «река - море».

В сушильном отделении в качестве топлива используются природный газ. Характеристика топлива представлена в таблице.

Таблица 2 - Характеристика топлива

Вид топлива	Обозначение стандарта технических условий, регламента или методики подготовки сырья	Наименование показателей, обязательных для проверки	Нормы показателей по НТД
1.Топливо природный газ (СРТО) «Урал»	ГОСТ 5542-87	1.Теплота сгорания низшая, МДж/м3 при 20 °С и 101,325 кПа, не менее 2.Область значения числа Воббе (высшего), МДж/м3 3.Допустимые отклонения числа Воббе от номинального значения, %, не более 4.Объемная концентрация сероводорода, г/ м3, не более 5. Объемная концентрация меркаптановой серы, г /м3, не более 6. Объемная доля кислорода, %, не более 7.Масса механических примесей в 1 м3,г, не более	31,8 41,2-54,2 5 0,02 0,036 1,0 0,001

Под производственной мощностью понимается максимально возможный годовой объем выпуска продукции при заданных номенклатуре и ассортименте с учетом наилучшего использования всех ресурсов, имеющихся на предприятии.

Производственная мощность предприятия (М) определяется, как правило, по мощности основных (ведущих) цехов, участков или агрегатов, т.е. тех из них, которые выполняют основные технологические операции по изготовлению продукции.

Для определения производственной мощности (М) принимается максимально возможный фонд времени работы оборудования с учетом непрерывного процесса производства мелкозернистого хлорида калия:

,

где - массовая доля хлористого калия в руде, 0,325

- часовая нагрузка по руде для флотомашин (1-3 секции - 235т/ч; 4 секция - 145т/ч);

- расходный коэффициент = 3,72

- эффективный фонд времени работы оборудования, 7101,9 ч.

=1622746 т/год KCl

После реконструкции второй стадии пылегазоочистки, уловленная в рукавном фильтре пыль, совместно с циклонным продуктом, отправляется на обработку реагентами. Таким образом, производственная мощность увеличивается на 7445,85 т/год KCl и составляет 1630191,8т/год KCl.

«Уралкалий»-- один из ведущих мировых производителей калия с долей рынка около 20%. Производственные активы Компании включают пять рудников и семь обогатительных фабрик, расположенных в городах Березники и Соликамск (Пермский край).

«Уралкалий» обладает собственными мощностями для хранения, перевозки и перевалки сырья и готовой продукции.

Собственные склады для готовой продукции в Березниках и Соликамске общей вместимостью до 400 тысяч тонн с отдельными изолированными секциями для разных видов продукции.

Складские мощности на дочернем ОАО «Балтийский Балкерный Терминал» вместимостью до 240 тысяч тонн

Компания также использует склады в Николаеве (Украина) и Вентспилсе (Латвия) вместимостью 150 тысяч тонн

Каждый из складов связан с грузовым железнодорожным терминалом системой конвейеров, которые полностью изолированы от негативных воздействий внешней.

Большую часть своей продукции «Уралкалий» доставляет клиентам без упаковки, то есть насыпью. Однако компания имеет возможность поставлять товар в различных видах упаковки, используя как собственные производственные мощности по упаковыванию товара, так и мощности в портах перевалки. Компания готова поставлять товар в 50-килограммовых полипропиленовых мешках, 1-тонных биг-бэгах, 25-килограммовых мешках, на паллетах и без, погруженных как в железнодорожный транспорт, так и в морские 20- или 40-футовые контейнеры.

«Уралкалий» использует железнодорожный транспорт для доставки своей продукции в порты Санкт-Петербург, Новороссийск, Николаев (Украина), Вентспилс (Латвия), Клайпеда (Литва), Измаил (Украина), откуда товар отправляется на экспорт морским путем. Также «Уралкалий» осуществляет прямые железнодорожные поставки потребителям в России, Северном Китае, Европе и странах СНГ.

«Уралкалий» владеет парком специализированных вагонов-минераловозов в количестве около 8000 штук, который является одним из крупнейших в России. Для обеспечения отгрузки продукции в период «пикового» спроса Компания также использует подвижной состав крупнейших операторских компаний России.

3. Теоретический анализ

Эффективность очистки газов (степень очистки, коэффициент полезного действия) обычно выражается отношением количества уловленного материала к количеству материала, поступившего в газоочистной аппарат с газовым потоком за определенный период времени.

Степень очистки газа в пылеуловителе, или его эффективность, представляет собой отношение массы пыли, уловленной пылеуловителем G_у, к массе поступившей в него пыли G_вх:

где G_вых - масса вынесенной пыли.

Степень очистки можно вычислить, исходя из концентраций пыли до G_вх и после пылеуловителя G_вых:

На стадию пылегазоочистки поступает 65000 м³/ч неочищенного газа.

По данным регламенты на первую стадию пылегазоочистки поступает 10500 кг/ч пыли хлористого калия. На выходе их циклона ЛИОТ - 1050 кг/ч.

Таким образом, эффективность очистки в циклоне ЛИОТ составляет:

Содержание пыли в газе после сухой очистки:

г/м³

На выходе со второй стадии пылегазооистки в скруббере Вентури запыленность газа составляет 31,5 кг/ч. Следовательно:

Эффективность второй стадии очистки составляет 97%.

Содержание пыли в газе после мокрой очистки:

г/м³

После введения новшества, скруббер Вентури будет заменен на рукавный фильтр. Исходя из паспортных данных, следует, что степень очистки в рукавных фильтрах достигается 99,99%.

Тогда:

Запыленность газа составит:

Содержание пыли в газе:

г/м³

Рисунок 4 - Эффективность пылеулавливания

1 - эффективность пылеулавливания первой стадии очистки в циклонах ЛИОТ; 2 - второй стадии до введения новшества; 3 - второй стадии после введения новшества.

Зависимость эффективности осаждения от размеров частиц.

Осаждение полидисперсных частиц в фильтрах происходит при совместном участии процессов диффузии, касания и инерции. При этом самые мелкие частицы осаждаются преимущественно в результате диффузии, а более крупные - под воздействием эффектов касания и инерции.

Определение размера наиболее проникающих частиц (r_max) для фильтров тонкой очистки имеет большое практическое значение, так как если известен размер таких частиц и обеспечена требуемая эффективность их осаждения, то более эффективное улавливание частиц всех других размеров тем более гарантировано. При разработке новых фильтров и оценке их работы необходимо применять монодисперсные аэрозоли, содержащие наиболее проникающие частицы, или полидисперсные аэрозоли, в которых медианно-весовой размер частиц близок к r_max.

Для большинства высокоэффективных фильтрующих материалов в обычных условиях фильтрации r_max составляет 0,05-0,2мкм (чаще 0,15мкм). Вследствие селективности при пропускании недостаточно монодисперсного аэрозоля через два одинаковых последовательно расположенных фильтра коэффициент проскока через второй фильтр будет всегда больше, чем через первый, который пропускает в основном наиболее проникающие частицы размером r_max. [6, 7].

Рассчитаем зависимость эффективности пылеулавливания от диаметра частицы, используя при этом электронные таблицы.

В расчетах возьмем диаметр частиц в диапазоне от 0 мм до 0,002 мм и рассчитаем при каком диаметре частиц, работа фильтра и скруббера будет наиболее эффективна.

Построим график зависимости эффективности от диаметра частиц.

Рисунок 5 - Зависимость эффективности пылеулавливания от размера частиц

1 - эффективность пылеулавливания в рукавном фильтре; 2 - эффективность пылеулавливания в скруббере Вентури.

Можно сделать вывод что, чем больше диаметр частиц, тем выше степень пылегазоочистки.

Из графика видно, что эффективность очистки в рукавном фильтре выше, чем в скруббере Вентури.

4. Материальный баланс

Необходимые данные для расчета:

Производительность по выпускаемому материалу:G₂ = 120,Т/ч

Влажность соли: _н = 7%;

_к = 0,1%;

Плотность соли: = 2000 кг/м³

Удельная теплоемкость сухой соли: С_сух.= 0,712*10³ кДж/кг*К

Температура плавления соли: Т_С = 768,⁰С

Теплоемкость подводимого теплоносителя: t₁ = 600,⁰С

Температура отходящих газов: t₂ = 125,⁰С

Температура воздуха на входе в топку: t₂ = 18⁰С (-16⁰С)

Относительная влажность воздуха: = 72%(84%)

Начальная температура соли: _н = 20,⁰С

Конечная температура соли: _к = 110,⁰С

Удельные потери тепла в окружающую среду на 1кг испарённой влаги q_п=42,25

4.1 Материальный баланс сушки

В аппаратах КС зоной взаимодействия твердых частиц и газов является псевдоожиженный слой, образующийся на газораспределительной решетке, при подаче на нее сверху влажного продукта, а снизу - теплоносителя, который создает эффект псевдоожижения.

Количество испаряемой влаги:

;

где G₂ - производительность по готовому продукту кг/ч;

- начальная влажность соли %;

- конечная влажность соли %;

кг/ч;

Тогда условие материального баланса запишется следующим образом:

для всего материала:

;

кг/ч;

Материальный баланс по абсолютно сухому веществу, количество которого не изменяется в процессе сушки.

;

;

119880=119880

Таблица 3 - Материальный баланс по продукту

Приход	кг	Расход	кг
G1	128903,23	G2	119880
		W	8903,23
Итог	128903,23	Итог	128783,23

Невязка баланса составляет 0,093%

4.2 Материальный баланс по влаге

Приход

Приход с влагой в поступающем продукте,кг/ч:

кг/ч;

Приход с влагой в поступающем теплоносителем, кг/ч:

кг/ч;

Расход

Расход с влагой в уходящем продукте, кг/ч:

кг/ч;

Расход с влагой в уходящем теплоносителе, кг/ч:

кг/ч;

где - производительность сушки по исходному материалу, кг/ч;

- производительность по высушенному материалу, кг/ч;

и - соответственно начальное и конечное влагосодержание;

и - начальная и конечная влажность поступающего материала, %.

Таблица 4 - Сводный материальный баланс по влаге

Приход,	%	Расход,	%
1. Приход с влагой в поступающем продукте	81	1. Расход с влагой в уходящем продукте	5,4
2. Приход с влагой в поступающем теплоносителем	19	2. Расход с влагой в уходящем теплоносителе	94,6
Итого: 10830,87	100	Итого: 10929,64	100
Невязка 0,9%

4.3 Материальный баланс процесса пылегазоочистки

Данные для расчета:

Объемный расход очищаемых газов на входе в циклон - 65000 м³/ч;

Массовый расход пыли в неочищенном газе - 10500 кг/ч.

Первая стадия очистки проходит в циклонах ЛИОТ, степень очистки газов в среднем составляет 90%. Исходя из этого, получим массовый расход пыли на выходе из циклона:

Запыленность газов после циклона:

г/м³

Вторая стадия мокрой очистки проходит в скрубберах Вентури, степень очистки 97%. Получим на выходе из скруббера:

Запыленность газов составит:

г/м³

После введения новшества, на второй стадии пылегазоочистки будет произведена замена скрубберов на рукавные фильтры, степень очистки газов в которых, составляет 99,99%.

Тогда:

г/м³

После введения новшества, запыленность газа снижается [3,5].

4.4 Расчёт горения природного газа

Таблица 5 - Состав природного газа.

Состав сухого газа, в %, по опытным данным лаборатории ЛИК-2	метан	этан	пропан	бутан, изобутан	пентан	угл.газ	азот	влага
	98.403	0.57	0.16	0.15+0,17= = 0,32	0.005	0.05	0.492	------

4.4.1 Пересчитываем известный состав сухого газа на влажный рабочий газ

,

где Н₂О-содержание влаги в газе; содержание влаги в газе составляет 0,984% по опытным данным лаборатории ЛИК-2 ;

СН₄^с.- процентное содержание метана в сухом газе; по опытным данным лаборатории ЛИК-2 СН₄^с.=98,403%;

97,435%.

Другие составляющие газа остаются без изменений.

Таблица 6 - Сравнительная таблица процентного состава сухого и влажного рабочего газа

Состав сухого газа, %	метан	этан	пропан	бутан, изобутан	пентан	угл.газ	азот	влага
	98.403	0.57	0.16	0.150+0,17= = 0,32	0.005	0.05	0.492	-------
Состав влажного рабочего газа, %	97,435	0,57	0,16	0,15+0,17= = 0,32	0,005	0,05	0,492	0,984

4.4.2 Определяем теплоту сгорания газа по формуле:

кДж/нм³

где СН₄, С₂Н₅, С₃Н₈, С₄Н₁₀, С₅Н₁₂ - процентное содержание составляющих во влажном рабочем газе.

СН₄^.=97,435%, С₂Н₅=0,57%, С₃Н₈=0,16%, С₄Н₁₀=0,32%, С₅Н₁₂=0,005%.

кДж/нм³

4.4.3 Находим теоретически необходимое количество сухого воздуха по формуле:

м³/м³,

где СН ₄,С₂Н₅,С₃Н₈,С₄Н₁₀,С₅Н₁₂ - процентное содержание составляющих во влажном рабочем газе;

СН₄^.=97,435%, С₂Н₅=0,57%, С₃Н₈=0,16%, С₄Н₁₀=0,32%, С₅Н₁₂=0,005%.

м³/м³.

4.4.4 Принимаем влагосодержание атмосферного воздуха

d =0,0025кг/кг=2,5г/кг сухого воздуха по опытным данным. Находим теоретически необходимое количество атмосферного воздуха с учётом его влажности по формуле:

м³/м³,

где L₀-теоретически необходимое количество сухого воздуха; L₀=9.51 м³ /м³ по пункту 4.4.3.

м³/м³.

4.4.5 Действительное количество воздуха находят по формуле:

м³/м³.

где - коэффициент расхода воздуха, показывающий отношение действительного количества воздуха, введённого для горения, к теоретически необходимому.

Принимаем =1,2 .

L₀ - теоретически необходимое количество сухого воздуха; L₀=9.51 м³ /м³ по пункту 4.4.3.

L₀ ^- теоретически необходимое количество атмосферного воздуха; L₀^/=9.55 м³ /м³ по пункту 4.4.4.

сухого воздуха м³ /м³ .

атмосферного воздуха м³ /м³ .

4.4.6 Определяем количество и состав продуктов горения по формулам:

м³ /м³,

м³ /м³,

м³/кг,

где СН ₄,С₂Н₅,С₃Н₈,С₄Н₁₀,С₅Н_12,СО ₂,N₂ - процентное содержание составляющих во влажном рабочем газе;

СН₄^.=97,435%,С₂Н₅=0,57%,С₃Н₈=0,16%,С₄Н₁₀=0,32%,С₅Н₁₂=0,005%,

CO₂=0.05%,N₂=0.492%.

- коэффициент расхода воздуха; =1,2 ;

L₀-теоретически необходимое количество сухого воздуха; L₀=9,51 м³ /м³ ;

L_a-действительное количество сухого воздуха; L_a=11.412 м³ /м^3;.

d -влагосодержание атмосферного воздуха; d =0,0025кг/кг=2,5г/кг сухого воздуха.

4.4.7 Общее количество продуктов горения составит:

м³/ м³.

4.4.8 Определяем процентный состав продуктов горения:

;;

;;

где - количество углекислого газа, азота, воды, кислорода в продуктах горения.

;

;

Материальный баланс процесса горения на 100 м³ газа.

Перевод м³ в кг производим путём умножения на .

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

кг/м³

где СН ₄,С₂Н₅,С₃Н₈,С₄Н₁₀,С₅Н₁₂ - процентное содержание составляющих во влажном рабочем газе.

СН₄^.=97,435%,С₂Н₅=0,57%,С₃Н₈=0,16%,С₄Н₁₀=0,032%,С₅Н₁₂=0,005%.

L₀-теоретически необходимое количество сухого воздуха; L₀=9.51 м³ /м³ по пункту 4.4.3.

необходимое количество атмосферного воздуха м³ /м³ по пункту 4.4.5.

- коэффициент расхода воздуха; =1,2 по пункту 4.4.5.

где - количество углекислого газа, азота, воды, кислорода в продуктах горения; по пункту 4.4.6.

Таблица 7 - Сводная таблица материального баланса

Приход	кг	Расход	кг
Природный газ		Продукты горения
СН4= 97,435*0,717=	69,86		197,7
С2Н6=0,57*1,356 =	0,77	=2,044*100*0,804=	164,3
С3Н8=0,16*2,02=	0,32		1128,4
С4Н10=0,32*2,84=	0,91		57,01
С5Н12= =0,005*3,218=	0,02
СО2=0,05*1,977=	0,10
N2=0,492*1,251=	0,62
Н2О=0,984*0,804=	0,79
Воздух
=100*0,21*9,51*1,2*1,429=	342,46
Приход	кг	Расход	кг
Природный газ		Продукты горения
	1127,87
	3,69
Итого:	1547,41	Итого:	1547,41

Невязка баланса составляет: 0%.

4.5 Определение параметров топочных газов, подаваемых в сушилку

4.5.1 Найдём плотность газообразного топлива по формуле:

,

где М_i-мольная масса топлива, кг/кмоль;

t_т-температура топлива, равная 50С по опытным данным лаборатории ЛИК-2;

V₀-мольный объём, равный 22,4 м³/кмоль;

кг/м³.

4.5.2 Определим количество тепла, выделяющееся при сжигании 1кг топлива по формуле:

,

где Q_V-количество тепла, выделяющееся при сжигании 1м³ газа; Q_V=35450,13кДж/м³ по пункту 4.4.2.

_Т- плотность газообразного топлива; _Т=0,61 кг/м³

кДж/кг

4.5.3 Количество влаги, выделяющееся при сжигании 1 кг топлива рассчитывается по формуле:

,

где -процентное содержание составляющих влажного природного газа;

0,032%;

кг/кг.

4.5.4 Теплоёмкость сухих газов рассчитывается по формуле:

,

где - объём продуктов горения;

- средняя теплоёмкость углекислого газа, азота, кислорода;

V_C.Г.- общий объём продуктов горения;

,

V₂=12,50 м³/м³ по пункту 4.4.6.

м³/ м³.

ккал/кгС=0,27*4,1840=1,13кДж/кг*С.

4.5.5 Энтальпия сухих газов рассчитывается по формуле:

,

где С_С.Г - теплоёмкость сухих газов; С_С.Г.=1,13кДж/кг*С по пункту 4.3.4.

t_C.Г.- температура сухих газов; t_C.Г.=550С.

кДж/кг

4.5.6Энтальпия водяных паров рассчитывается по формуле:

,

где r₀-теплота испарения воды при температуре 0С, равная 2500кДж/кг;

С_П.- средняя теплоёмкость водяных паров, равная 1,97кДж/(кг*К);

t_П.- температура водяного пара; t_П=550С;

кДж/кг

4.5.7 Энтальпия свежего воздуха рассчитывается по формуле:

,

где -теплоёмкость свежего воздуха;

-влагосодержание атмосферного воздуха; =0,0025кг/кг;

- энтальпия водяных паров; кДж/кг по пункту 4.5.6.

кДж/кг.

4.5.8 Коэффициент избытка воздуха рассчитывается по формуле:

,

где -общий коэффициент полезного действия, учитывающий эффективность работы топки и потери тепла топкой в окружающую среду, принимаемый равным 0,95;

- количество тепла, выделяющееся при сжигании 1кг топлива; =58114,97 кДж/кг ;

С_Т.- теплоёмкость газообразного топлива при температуре t_T.=50С,

равная 2,58 кДж /(кг*К);

энтальпия сухих газов; кДж/кг;

энтальпия водяных паров; кДж/кг .

-количество влаги, выделяющееся при сжигании 1 кг топлива;

кг/кг

L₀-практически необходимое количество воздуха;

,

где L₀^{теоретич.} - теоретически необходимое количество воздуха; L₀^{теоретич.}= 9.41 м³ /м³

_Т- плотность газообразного топлива; _Т=0,61 кг/м³

м³ /м³ ;

-влагосодержание атмосферного воздуха; =0,0025кг/кг;

I₀- энтальпия свежего воздуха;кДж/кг

.

4.5.9 Общая удельная масса сухих газов, получаемая при сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом, рассчитывается по формуле:

,

где -коэффициент избытка воздуха;по пункту 4.3.8;

L₀-практически необходимое количество воздуха; м³ /м³;

-количество влаги, выделяющееся при сжигании 1 кг топлива;

кг/кг.

кг/кг

4.5.10 Удельная масса водяных паров в газовой смеси при сжигании 1 кг топлива рассчитывается по формуле:

,

где -количество влаги, выделяющееся при сжигании 1 кг топлива;

кг/кг;

-коэффициент избытка воздуха;;

L₀-практически необходимое количество воздуха; м³ /м³.

-влагосодержание атмосферного воздуха; =0,0025кг/кг.

кг/кг

4.5.11 Влагосодержание газов на входе в сушилку рассчитывается по формуле:

,

где удельная масса водяных паров в газовой смеси при сжигании 1 кг топлива;

кг/кг;

общая удельная масса сухих газов, получаемая при сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом; кг/кг.

кг/кг

4.5.12 Энтальпия газов на входе в сушилку рассчитывается по формуле:

,

где -общий коэффициент полезного действия, учитывающий эффективность работы топки и потери тепла топкой в окружающую среду, принимаемый равным 0,95;

- количество тепла, выделяющееся при сжигании 1кг топлива;

=58114,97 кДж/кг ;

С_Т.- теплоёмкость газообразного топлива при температуре t_T.=50С, равная 2,58 кДж /(кг*К);

-коэффициент избытка воздуха;

L₀-практически необходимое количество воздуха; м³ /м³.

I₀ - энтальпия свежего воздуха;кДж/кг

общая удельная масса сухих газов, получаемая при сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом; кг/кг

кДж/кг

5. Тепловой баланс

Суммарный расход тепла в сушке:

;

где - расход тепла на испарения;

- расход пепла на нагрев материала;

- потери тепла.

Расход тепла на испарения влаги.

;

;

Удельный расход топлива на испарение влаги:

;

;

Расход тепла на нагрев материала:

;

;

;

;

Удельные потери теплоты с материалом :

;

Удельные потери тепла в окружающую среду, зависят от затрат на испарение и нагрев материала :

;

где - конечная температура соли;

- начальная температура соли.

;

Потери теплоты в окружающую среду :

;

;

;

;

- что соответствует регламентным данным потерь тепла в окружающую среду 3% от затрат тепла на испарение и нагрев материала.

Запишем уравнение внутреннего теплового баланса сушилки:

;

где - разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере;

- теплоемкость влаги во влажном материале при температуре;

- удельный дополнительный подвод тепла в сушильную камеру, при работе сушилки по нормальному сушильному варианту ;

- удельный подвод тепла в сушилку с транспортными средствами, в нашем случае ;

- удельный подвод тепла в сушилку с высушиваемым материалом;

- удельные потери тепла в окружающую среду.

.

Тепловой баланс сушки

;

Приход.

С теплоносителем, кДж/ч;

;

кДж/ч;

где - количество теплоносителя, кг/ч;

- энтальпия газа на входе в сушку кДж/ч.

С влажным материалом, поступающим на сушку, кДж/ч;

;

кДж/ч;

где - производительность сушки,кг/ч;

- теплоемкость высушиваемого материала, кДж/кг*К;

-начальная температура материала, ⁰С;

С влагой испаряемой из материала, кДж/ч:

;

кДж/ч;

где - количество испаряемой влаги, кг/ч;

- теплоемкость испаренной воды, кДж/кг*К;

-начальная температура материала, ⁰С.

Расход.

С отработанным теплоносителем, кДж/ч;

;

кДж/ч;

где - количество сушильного агента, кг/ч;

- теплосодержание отработанного сушильного агента, кДж/ч.

С высушенным материалом, кДж/ч:

;

кДж/ч;

где -конечная температура материала, ⁰С.

Потери в окружающую среду, кДж/ч:

кДж/ч

Таблица 8 - Сводный тепловой баланс

Приход, кДж/ч	%	Расход, кДж/ч	%
1. С теплоносителем	95	1. С отработанным теплоносителем	77
Приход,	%	Расход,	%
2. С влажным материалом, поступающим на сушку	3,5	2. С высушенным материалом	21
3. С влагой испаряемой из материала 671481,61	1,5	3. Потери в окружающую среду	2
Итого: 45 442 424,69	100	Итого: 45 442 562,93	100
Неувязка: 0,0003%

[3, 5]

6. Технологические расчёты оборудования

6.1 Описание и принцип действия апарата «КС»

Сушильный аппарат типа «КС» имеет корпус цилиндрической формы с выносной топкой, беспровальной решёткой и сепарационной камерой. Беспровальная решётка со щелевидными отверстиями установлена на опорном кольце и двух балках, которые охлаждают воздухом от вентилятора. Топка служит для сжигания топлива и представляет собой горизонтально расположенный металлический цилиндр, футерованный слоем огнеупорного кирпича. В горячей зоне топки установлен жаропрочный стакан. Между кожухом топки и стаканом образуется кольцевой зазор, в который засасывается холодный воздух, поступающий в печь и охлаждающий дымовые газы и кожух. Топка работает под давлением, которого должно быть достаточно для преодоления сопротивления слою материала над решёткой сушилки и газового тракта от топки до решётки. Это сопротивление обычно составляет 600-800 мм. рт.ст.

Температура дымовых газов не должна превышать 750⁰С, так как температура плавления хлористого калия составляет 768⁰С.

Влажный материал с помощью специального забрасывателя подают на слой высушиваемого материала, который находится на решётке. Сухой продукт самотёком непрерывно выпускают из сушилки через разгрузочное устройство.

Аппараты «КС» просты в устройстве, также в них достигается хороший контакт материала с греющими газами; отрицательным фактором является значительный пылеунос.

6.2 Расчет основного апарата сушильного отделения

Средняя температура воздуха в сушке:

;

где - максимальная температура для подводимого теплоносителя;

- температура исходящих газов.

Среднее влагосодержание воздуха в сушке:

кг/кг;

Средняя плотность сухого воздуха и водяных паров, и :

;;

где - молярная масса сухого воздуха 29.0 кг/кмоль;

- молярная масса водяных паров 18.0 кг/кмоль;

- молярный объем равный 22,4 кмоль/м³.

кг/м³; кг/м³;

Объемная средняя производительность по воздуху:

;

м³/с;

Скорость начала псевдоожиженния:

;

где - критерий Рейнольдса;

Ar - критерий Архимеда;

- вязкость воздуха при средней температуре;

- максимальный диаметр частиц.

Ar;

;

Скорость начала псевдоожижени:

м/с;

Критическое значение критерия Лященко: Ly_кр = 10^-4(по графику зависимости Ly = f(Ar)) .

Число псевдоожижения :

;

где Ly - рабочее значение критерия Лященко.

Рабочее значение критерия Лященко Ly выбираем при порозности кипящего слоя , так как для процессов сушки, идущих в первом периоде, интенсивность процесса тем выше, чем больше скорость газов.

При находим Ly=0,45*10^-1(по графику зависимости Ly = f(Ar)) .

Тогда

Скорость газов:

;

Средняя плотность газа на выходе из сушки:

;

где - расход топлива на сушку;

- расход тепла на сушку;

- расход сухого газа;

кг/с;

;

кг/с;

кг/м³;

Найдем полную площадь решетки:

;;

Диаметр решетки:

;;

На основании опытов установлено, что высота слоя должна быть приблизительно в 4 раза больше высоты зоны гидродинамической стабилизации слоя, т.е. . Высота связанна с диаметром отверстий распределительной решетки соотношением , следовательно:

;

Принимаем диаметром отверстий распределительной решетки.

м;

Высоту сепарационного пространства принимаем в 4 раза больше высоты кипящего слоя:

h_сеп=4*400=1600 мм.

Общая высота аппарата (над решеткой):

Проверим, будет ли выноситься из КС небольшие частицы соли:

;

Arмм;

Ar;

Скорость витания частиц мм:

м/с;

Таким образом, аппарат с вертикальными стенками не обеспечит осаждение в аспирационном пространстве частиц соли диаметром мм. Для того чтобы обеспечить их осаждение, стенки аспирационного пространства следует расширить до значения:

;;

Диаметр сепарационного пространства:

;;

Для большего снижения величины солеуноса расширим диаметр сепарационного пространства до 4,8 м² [3,5].

6.3 Описание и расчет внедряемого в проект аппарата (рукавного фильтра)

В закрытом металлическом корпусе фильтра подвешиваются матерчатые рукава цилиндрической формы. Рукава собраны в секции по 8-12 штук. Секции разделены перегородками на отдельные камеры. Нижние концы рукавов открыты для входа газов. Запыленный газ по трубопроводу подводиться в нижнюю часть фильтра, откуда направляется в нижние открытые отверстия рукавов. Проходя через поры ткани, газ очищается, оставляя пыль на внутренних стенках рукавов. Очищенный газ собирается в верхней части металлического кожуха, затем отводится через трубу в общий трубопровод. Через матерчатые фильтры газ просасывается с помощью вентиляторов, которые могут нагнетать их в фильтр или отсасывать. В первом случае установка работает под давлением, во втором - под разряжением.

Частицы пыли оседают на внешней поверхности фильтрующих рукавов и удаляются с помощью коротких импульсов сжатого воздуха, который подается во внутреннюю полость рукавов через сопло Вентури из отверстий продувочных труб. Под влиянием импульса сжатого воздуха происходит отрыв отложенного слоя пыли с внешней стороны рукава. Пыль постепенно оседает в бункере и удаляется через газонепроницаемый затвор из фильтра. Этот процесс называется регенерацией. Частота и длительность импульсов сжатого воздуха регулируется с помощью системы автоматики, которая управляет работой клапанов. Регенерация производится в автоматическом или ручном режиме. Регенерация рукавов происходит рядами с помощью импульсов сжатого воздуха, при этом не прерывается работа фильтра.

Диаметр рукавов обычно равен 180…210 мм, длина 2…3,5 м. Степень очистки газа 97…99 %. Сопротивление рукавного фильтра в среднем составляет 250…350 Па, но при увеличении остаточной запыленности ткани может возрасти в 2…3 раза.

Рассчитаем рукавный фильтр, предназначенный для очистки газов химических производств, приняв следующие исходные данные:

Рукава фильтра изготовлены из ткани лавсан

расход газа при нормальных условиях = 65000м³/ч;

температура газа на входе в фильтр = 140⁰С;

плотность пыли кг/м³;

концентрация пыли в очищаемых газах 16 г/м³;

медианный диаметр частиц пыли мкм.

Определяем удельную нагрузку:

где q_н -- нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, м³/(м²·мин):

q_н = 3,5 - комбикорн, мука, зерно, пыль кожи, опилки, табак, картонная пыль;

q_н = 2,6 - асбест, волокнистые и целлюлозные материалы, гипс, известь, соль, песок, тальк, сода;

q_н = 2 - глинозем, цемент, уголь, резина, каолин, известняк, сахар, пыль горных пород;

q_н = 1,7 - кокс, летучая зола, металлопорошки, пластмассы, красители, силикаты, крахмал, химикаты из нефтесырья;

q_н = 1,2 - активированный уголь, технический углерод, моющие вещества, возгоны цветных и черных металлов;

С₁ - коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов. Для коэффициента, учитывающего влияние особенностей регенерации фильтровальных элементов, в качестве базового варианта принимается фильтр с импульсной продувкой сжатым воздухом с рукавами из ткани.

Для этого аппарата коэффициент C₁ = l.

С₂ -- коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку.

С₃ -- коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе. Оценка влияния дисперсного состава пыли на выбор удельной нагрузки должна проводиться на основе анализа пробы, взятой во взвешенном состоянии.

С₄ -- коэффициент, учитывающий влияние температуры газа. Температура оказывает непосредственное влияние на вязкость газов, от которой, в свою очередь, зависит удельная нагрузка:

t, оC….	20	40	60	80	100	120	140	160
С4……	1,0	0,90	0,84	0,78	0,75	0,73	0,72	0,70

C₅ -- коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки оценивается по концентрации пыли в очищенном газе. Как показывают эксперименты, с увеличением скорости фильтрования концентрация пыли в очищенных газах увеличивается. Принято считать, что в исправно действующем фильтре концентрация пыли на выходе из фильтра не должна превышать 30 мг/м³; для этих условий принимается значение С₅ = 1.

м³/(м²*мин)

Определяем фильтровальную площадь:

м²

Для приведенных условий принимаем фильтр с ФРКИ - 1100.

Определим полное гидравлическое сопротивление фильтра.

Полное гидравлическое сопротивление фильтра ?Р складывается из сопротивления корпуса ?р_к и сопротивления фильтровальной перегородки ?Р_ф:

?Р=?Р_к+?Р_ф

Гидравлическое сопротивление корпуса фильтра:

?Р_к =о·w²_вх· /2

где - коэффициент сопротивления, задаем =2;

- скорость газа при входе в фильтр, равна 3,5 м/с;

- плотность газа, кг/м³

?Р_к = 2*3,5²*0,85/2 = 10,41Па

Определяем гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки, предварительно оценивая длительность цикла фильтрования ф = 600 с:

где Кп= 2300·10⁶м^-1- коэффициент, характеризующий сопротивление фильтровальной перегородки с оставшимся на ней слоем пыли;

м = 15*10^-6Па*с - динамическая вязкость газа;

- удельная газовая нагрузка, м³/(м²с), =1,52/60 = 0,025

К₁ = 80·10⁹ м/кг - параметр сопротивления слоя пыли;

ф = 600 с - длительность цикла фильтрования;

Z_вх - концентрация пыли на входе в фильтр;

Па

?Р = 923 + 10,41 =933,41 Па [6, 7]

7. Моделирование

7.1 Конструктивный расчет печи «КС» с использованием математического моделирования

Целью математического моделирования является определение оптимальных условий протекания процесса, управления им на основе математической модели и перенос результатов на объект. Под математическим моделированием понимается изучение свойств объекта на математической модели.

Конструктивные размеры определяются на основании технологического расчета. Для печей «КС» определяют следующие конструктивные размеры: площадь и диаметр газораспределительной решетки, высоту «кипящего» слоя, высоту сепарационного пространства, общую высоту аппарата.

Расчет печи «КС»

Таблица 9 - Исходные данные

Наименование параметра	Значение
Производительность по готовому т/ч	120000
начальная влажность соль,%	7
конечная влажность соли,%	0,1
количество испаряемой влаги	8903,225806
начальная температура теплоносителя	600
конечная температура теплоносителя	125
максимальный диаметр частиц, м	0,001
Плотность частиц, кг/м3	2000
динамическая вязкость воздуха, Па*с	0,000022
Ускорение свободного падения, g	9,81
Порозность	0,75
Среднее влагосодержание воздуха	0,0874
Молярная масса сухого воздуха, кг/кмоль	29
Молярная масса водяных паров, кг/кмоль	18
Рабочее значение критерия Лященко	0,045
Критическое значение критерия Лященко	0,0001
Расход топлива на сушку, кг/с	0,216
Расход сухого газа, кг/с	17,29

Таблица 10 - Распечатка формул

Наименование параметра	Значение
Средняя температура воздуха в сушке	=(C10-C11)/(2,3*(LOG10(C10/C11)))
Средняя плотность сухого воздуха	=(C18/22,4)*(273/(273+B27))
Средняя плотность водяных паров	=(C19/22,4)*(273/(273+B27))
Скорость начала псевдоожижения	=(B32*C14)/(B28*C12)
Критерий Архимеда	=((C12^3)*B28*C15*C13)/(C14^2)
Критерий Рейнольдса	=B31/(1400+5,22*(КОРЕНЬ(B31)))
Число псевдоожижения	=(C20/C21)^(1/3)
Скорость газов	=B33*B30
Средняя плотность газа на выходе из сушки	=((C18+((C9/3600)/0,216))/(22,4+1,24*((C9/3600)/C22)))*(273/(273+C11))
Площадь решетки	=C23/(B35*B34)
Диаметр решетки	=КОРЕНЬ(B36/0,785)
Высота псевдоожиженного слоя	=80*5*10^-3
Высота сепарационного пространства	=B38*4
Общая высота аппарата	=B38+B39

Таблица 11 - Результаты расчета

Наименование параметра	Значение
Средняя температура воздуха в сушке	303,1550761
Средняя плотность сухого воздуха	0,613441614
Средняя плотность водяных паров	0,380756864
Скорость начала псевдоожижения	0,401149006
Критерий Архимеда	24867,19933
Критерий Рейнольдса	11,18552244
Число псевдоожижения	7,663094324
Скорость газов	3,074042668
Средняя плотность газа на выходе из сушки	0,758127505
Площадь решетки	7,418956913
Диаметр решетки	3,074231697
Высота псевдоожиженного слоя	0,4
Высота сепарационного пространства	1,6
Общая высота аппарата	2

Зависимость диаметра решетки от начальной влажности материала

Таблица 12 - Расчетные данные

Удаляемая влага, кг/с	Начальная влажность соли,%	Конечная влажность соли,%	Плотность газа на выходе, кг/м3	Скорость газов, м/с	Площадь решетки, м2	Диаметр решетки, м
=($C$6*((H7-$I$7)/(100-H7)))/3600	3	0,1	=(($C$18+(G7/0,216))/ (22,4+1,24*(G7/$C$22)))*(273/(273+$C$11))	=B37	=$C$23/(J7*$K$7)	=КОРЕНЬ(L7/0,785)
=($C$6*((H8-$I$7)/(100-H8)))/3600	4		=(($C$18+(G8/0,216))/ (22,4+1,24*(G8/$C$22)))*(273/(273+$C$11))		=$C$23/(J8*$K$7)	=КОРЕНЬ(L8/0,785)
=($C$6*((H9-$I$7)/(100-H9)))/3600	5		=(($C$18+(G9/0,216))/ (22,4+1,24*(G9/$C$22)))*(273/(273+$C$11))		=$C$23/(J9*$K$7)	=КОРЕНЬ(L9/0,785)
=($C$6*((H10-$I$7)/(100-H10)))/3600	6		=(($C$18+(G10/0,216))/ (22,4+1,24*(G10/$C$22)))*(273/(273+$C$11))		=$C$23/(J10*$K$7)	=КОРЕНЬ(L10/0,785)
=($C$6*((H11-$I$7)/(100-H11)))/3600	7		=(($C$18+(G11/0,216))/ (22,4+1,24*(G11/$C$22)))*(273/(273+$C$11))		=$C$23/(J11*$K$7)	=КОРЕНЬ(L11/0,785)

Таблица 13 - Результаты расчета

Удаляемая влага, кг/с	Начальная влажность соли,%	Конечная влажность соли,%	Плотность газа на выходе	Скорость газов	Площадь решетки	Диаметр решетки
0,996563574	3	0,1	0,819908131	3,074231697	6,859511741	2,956049986
1,354166667	4		0,801760327		7,01477644	2,989317806
1,719298246	5		0,78561289		7,158957706	3,019882671
2,092198582	6		0,771152356		7,293201412	3,048065359
2,47311828	7		0,758127505		7,418500735	3,074137181

Построим график зависимости диаметра решетки от начальной влажности материала

Рисунок 6 - График зависимости диаметра решетки печи «КС» от начальной влажности KCl

Из графика видно, что с увеличением начальной влажности высушиваемого материала, диаметр решетки печи увеличивается.

С помощью введенных в систему формул получен расчет конструктивных размеров печи. Результаты расчета изменяются при изменении хотя бы одного параметра. Таким образом, можно определять оптимальные размеры аппарата.

8. АВТОМАТИЗАЦИЯ

8.1 Общие сведения

Современные химические производства характеризуются значительной сложностью и высокой интенсивностью технологических процессов. Эффективное управление такими производствами основано на комплексной автоматизации технологических процессов.

Основу автоматизации производства составляют автоматизированные и автоматические системы управления технологическими процессами, агрегатами и производствами с использованием управляющих ЭВМ и средств автоматизации. Применение автоматизированных систем управления повышает уровень организации производства, оперативность управления технологическим процессом, сокращает цикл производства и внутрипроизводственные запасы, обеспечивает более полное использование материалов. Появляется возможность перехода к оптимизированным технологическим процессам, что увеличивает производительность агрегатов, повышает эффективность использования сырья и материалов, предотвращает аварийные ситуации. При этом качество готового продукта улучшается, а его характеристики стабилизируются.