矿石回转圆筒干燥器设计方案
矿石回转圆筒干燥器
一、设备设计条件：
1、物料条件：
物料名称：矿石
初含水量:25%计算；
终含水量:1%；计算；
产量：6250kg/h;
湿物料温度：常温(θ1=20℃）；
热风温度：t1=450℃;
出风温度：t2=100℃；
干燥后物料温度：θ2=110℃；
环境空气温度参数：空气温度为t0=20℃,空气含湿量为d0=o.o1k****/kg干空气;
物料绝干比热设为：cs=0.4kcal/kg·℃
加热方式：直接式燃气热风炉；
电源：电压380v±10v，50hz；
二、工作原理：
回转圆筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。湿物料由皮带输送机（用户自备）连续定量从窑头加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热空气进行有效地接触面被干燥，干燥后的产品从窑尾出来，因物料的颗粒有细粉尘产生故需要考虑布袋除尘系统，尾气由引风机排入大气中。在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高一端向较低一端移动。干燥过程中所用的热载体为热风炉所产生的热量。因物料对产品品质要求高，故采用关风机连续进料。转筒干燥器虽是最古老的干燥设备之一，但目前在冶金、建材、化工等领域仍被广泛使用。因物料要求终水分几乎为零，且物料的承受温度不受限制，故采用逆流的形式。
三、特点：
1、生产能力大，可连续操作；
2、结构简单，操作方便；
3、故障少，维修费用低；
4、适用范围广，可以用它干燥颗粒状物料，对于那些附着性大的物料也很有利；
5、操作弹性大，生产上允许产品的产量有较大波动范围，不致影响产品的质量；
6、容易清扫；
三、物料衡算:
脱水量:w水=2000kg/h
原料供应量:w原=w产＋w水=6250＋2000=8250kg/h
四、热量衡算和热风质量流量计算:
1、绝干物料量：g=（1-0.01）×6250=6288kg/h
2、蒸发量：w=2000kg/hh2o
3、按环境温度20℃，蒸发水份潜能取595kcal/kg·℃，全系统的热量是由如下四个部分组成：q总=q1＋q2＋q3＋q4，
3.1q总－由干燥介质（450℃）空气提供，根据能量守恒，干燥介质提供的热量等于全系统所需的热量，所需热量为q总（kcal/h）；
3.2q1－蒸发水份所需热量，混合温度取130℃；
3.3q2－物料吸收所需热量，比热取0.40出料温度为110℃；
3.4q3－排湿热量，取排湿温度80℃，所需空气量为l（kg/h）；
q1=w水（595+0.45×t2-1×t0）=2000（595+0.45×100-1×20）
=1240000kcal/h
q2=w产{cs×（1-ω2）+1×ω2}×（θ2-θ1）
=6250{0.4×（1-1%）+1×1%}×（110-20）=228375kcal/h
q3=0.15×（q1+q2）=0.15(1240000+228375)=220256kcal/h
l=（q1+q2+q3）÷〖（i1-i2′）-0.1×0.24×（t2-t0）〗
i1-i2′=（0.24+0.45d1）×（t1-t2）=（0.24+0.45×0.01）×（450-100）=85.58kcal/kg
l=〖（1240000+228375+220256）〗÷〖85.58-0.1×0.24×（450-20）〗=19804kg/h
3.5干燥所需的热量q干=g×（i1-i0）
i1-i0=（0.24+0.45×d1）×t1＋595×d1-(0.24＋0.45×d0)×t0-595×d0
=(0.24＋0.45×0.01)×450＋595×0.01-(0.24＋0.45×0.01)×20-595×0.01=105.14kcal/kg
q干=19804×105.14=2082094kcal/h
为了确保产量，放10%的余量，因此：
干燥系统所需空气量为：l=19804×1.1=21784kg/h
在100℃时干燥所需空气体积：19804÷0.96=20629m3/h
在20℃时干燥所需空气体积：19804÷1.2=16503m3/h
计算三个不同状态下的热焓:
环境空气热焓:i0=(0.24＋0.45×0.01)×20＋595×0.01
=10.84kcal/kg干空气
热风热焓:i1=(0.24＋0.45×0.01)×450＋595×0.01
=115.98kcal/kg干空气
排风温度和进风含湿量下的热焓:
i2′=(0.24＋0.45×0.01)×100＋595×0.01
=30.4kcal/kg干空气
五、转筒直径计算:
根据经验,可取质量流速:v=1.5kg/m2·s,则转筒直径为:
d==2.22m，圆整后去d=2.2m
六、转筒容积计算:
干燥强度的确定:根据矿石的干燥强度参数,ω1=25%,
ω2=1%,t1=450℃,t2=100℃,干燥强度:a=25-50kg/m3·h,
现在热风温度为t1=450℃,排风温度为t2=100℃,,经比较,可取a=40kg/m3·℃,则转筒容积为:
v=1.2×w水/a=1.2×2000/25=60m3
七、转筒长度计算:
z=v/(0.7854×d2)=60/(0.7854×2.22)=15.8,经圆整,取z=16m
因此设备型号为：hzg-2.2×16(筒体直径为2.2m,干燥筒体长度为16m)
八、干燥时间计算:
对于逆流工况,干燥时间有以下计算式:
τ=0.23×z/(s×n0.9×d)+8×z×v/(g×dp0.5)
式中:z----筒体长度,z=16m;
s----转筒倾斜度,s=tgβ,β---倾角,β=2.5°,s=0.0437;
d----筒体直径,d=2.2m;
n----转筒转速,n=4r/min;
v-----热风质量流量,20629kg干空气/h=5.73kg干空气/s
g-----产量,g=6250kg/h=1.73kg/s
dp-----产品平均粒径,dp=100μm
∴τ=0.23×16/(0.0437×40.9×2.2)+8×16×5.73/(1.73×1000.5)
τ=10.99+42=53min
九、设备筒体壁厚计算:
对于无衬层筒体的壁厚,当筒体直径d为2～3.6m时,筒体壁厚δ1=16mm,材质为碳钢与sus316l复合板（12+4），滚圈下筒体壁厚δ2=32mm。
十、扬料板设计：
1．进口处焊有1m长的螺旋导板，减少进口处的原料堆积。
2．出口处也焊有1m长的螺旋导板，减少产品夹带和加快排出产品。
3．其他部位采用折板形的升举式扬料板。
扬料板的数量：n1=（6～10）×d，则：n1=6×2.2=13.2，为了使加工时，便于圆周均分，现取n1=12；
扬料板高度：根据设计资料，扬料板半径方向的高度hr与转筒直径d的关系，取hr/d=0.15，则hr=0.15×2.2=0.33m，杨料板厚度：5mm，材质sus316l
十一、设备布袋计算和选用：
1、排风80℃时的空气体积流量为：l1=20629m3/h，取布袋过滤速度1.5m/min，滤袋规格型号为φ120×2000，则滤袋数量为:259,取260只;滤袋材质为防水防油防静电覆膜滤袋；过滤目数为500目。箱体材质为物料经过处sus316l.出料为螺旋出料。
注：由于设备选用1台回转窑连续干燥，布袋除尘器选为gmc-260；
十二、引风机选型：
根据排气量换算应选用9-26-10d-55kw型引风机
风量：21465m3/h压力：5920pa功率：55kw
转速：1450r/min,带调风阀，减震垫；
十三、电器控制：
①总线电压和电流显示，风机电压和电流显示。
②电器启动：
(1).引风机启动;(2).滚筒转动采用变频调速;(3).进料关风机采用变频调速；
③温度和压力测量:
(1).热风出口温度测量.(2).布袋除尘器进风口温度测量.
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1、物料条件：
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热风温度：t1=450℃;
出风温度：t2=100℃；
干燥后物料温度：θ2=110℃；
环境空气温度参数：空气温度为t0=20℃,空气含湿量为d0=o.o1k****/kg干空气;
物料绝干比热设为：cs=0.4kcal/kg·℃
加热方式：直接式燃气热风炉；
电源：电压380v±10v，50hz；
二、工作原理：
回转圆筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。湿物料由皮带输送机（用户自备）连续定量从窑头加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热空气进行有效地接触面被干燥，干燥后的产品从窑尾出来，因物料的颗粒有细粉尘产生故需要考虑布袋除尘系统，尾气由引风机排入大气中。在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高一端向较低一端移动。干燥过程中所用的热载体为热风炉所产生的热量。因物料对产品品质要求高，故采用关风机连续进料。转筒干燥器虽是最古老的干燥设备之一，但目前在冶金、建材、化工等领域仍被广泛使用。因物料要求终水分几乎为零，且物料的承受温度不受限制，故采用逆流的形式。
三、特点：
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2、结构简单，操作方便；
3、故障少，维修费用低；
4、适用范围广，可以用它干燥颗粒状物料，对于那些附着性大的物料也很有利；
5、操作弹性大，生产上允许产品的产量有较大波动范围，不致影响产品的质量；
6、容易清扫；
三、物料衡算:
脱水量:w水=2000kg/h
原料供应量:w原=w产＋w水=6250＋2000=8250kg/h
四、热量衡算和热风质量流量计算:
1、绝干物料量：g=（1-0.01）×6250=6288kg/h
2、蒸发量：w=2000kg/hh2o
3、按环境温度20℃，蒸发水份潜能取595kcal/kg·℃，全系统的热量是由如下四个部分组成：q总=q1＋q2＋q3＋q4，
3.1q总－由干燥介质（450℃）空气提供，根据能量守恒，干燥介质提供的热量等于全系统所需的热量，所需热量为q总（kcal/h）；
3.2q1－蒸发水份所需热量，混合温度取130℃；
3.3q2－物料吸收所需热量，比热取0.40出料温度为110℃；
3.4q3－排湿热量，取排湿温度80℃，所需空气量为l（kg/h）；
q1=w水（595+0.45×t2-1×t0）=2000（595+0.45×100-1×20）
=1240000kcal/h
q2=w产{cs×（1-ω2）+1×ω2}×（θ2-θ1）
=6250{0.4×（1-1%）+1×1%}×（110-20）=228375kcal/h
q3=0.15×（q1+q2）=0.15(1240000+228375)=220256kcal/h
l=（q1+q2+q3）÷〖（i1-i2′）-0.1×0.24×（t2-t0）〗
i1-i2′=（0.24+0.45d1）×（t1-t2）=（0.24+0.45×0.01）×（450-100）=85.58kcal/kg
l=〖（1240000+228375+220256）〗÷〖85.58-0.1×0.24×（450-20）〗=19804kg/h
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=(0.24＋0.45×0.01)×450＋595×0.01-(0.24＋0.45×0.01)×20-595×0.01=105.14kcal/kg
q干=19804×105.14=2082094kcal/h
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=10.84kcal/kg干空气
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=115.98kcal/kg干空气
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i2′=(0.24＋0.45×0.01)×100＋595×0.01
=30.4kcal/kg干空气
五、转筒直径计算:
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d==2.22m，圆整后去d=2.2m
六、转筒容积计算:
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ω2=1%,t1=450℃,t2=100℃,干燥强度:a=25-50kg/m3·h,
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v=1.2×w水/a=1.2×2000/25=60m3
七、转筒长度计算:
z=v/(0.7854×d2)=60/(0.7854×2.22)=15.8,经圆整,取z=16m
因此设备型号为：hzg-2.2×16(筒体直径为2.2m,干燥筒体长度为16m)
八、干燥时间计算:
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τ=0.23×z/(s×n0.9×d)+8×z×v/(g×dp0.5)
式中:z----筒体长度,z=16m;
s----转筒倾斜度,s=tgβ,β---倾角,β=2.5°,s=0.0437;
d----筒体直径,d=2.2m;
n----转筒转速,n=4r/min;
v-----热风质量流量,20629kg干空气/h=5.73kg干空气/s
g-----产量,g=6250kg/h=1.73kg/s
dp-----产品平均粒径,dp=100μm
∴τ=0.23×16/(0.0437×40.9×2.2)+8×16×5.73/(1.73×1000.5)
τ=10.99+42=53min
九、设备筒体壁厚计算:
对于无衬层筒体的壁厚,当筒体直径d为2～3.6m时,筒体壁厚δ1=16mm,材质为碳钢与sus316l复合板（12+4），滚圈下筒体壁厚δ2=32mm。
十、扬料板设计：
1．进口处焊有1m长的螺旋导板，减少进口处的原料堆积。
2．出口处也焊有1m长的螺旋导板，减少产品夹带和加快排出产品。
3．其他部位采用折板形的升举式扬料板。
扬料板的数量：n1=（6～10）×d，则：n1=6×2.2=13.2，为了使加工时，便于圆周均分，现取n1=12；
扬料板高度：根据设计资料，扬料板半径方向的高度hr与转筒直径d的关系，取hr/d=0.15，则hr=0.15×2.2=0.33m，杨料板厚度：5mm，材质sus316l
十一、设备布袋计算和选用：
1、排风80℃时的空气体积流量为：l1=20629m3/h，取布袋过滤速度1.5m/min，滤袋规格型号为φ120×2000，则滤袋数量为:259,取260只;滤袋材质为防水防油防静电覆膜滤袋；过滤目数为500目。箱体材质为物料经过处sus316l.出料为螺旋出料。
注：由于设备选用1台回转窑连续干燥，布袋除尘器选为gmc-260；
十二、引风机选型：
根据排气量换算应选用9-26-10d-55kw型引风机
风量：21465m3/h压力：5920pa功率：55kw
转速：1450r/min,带调风阀，减震垫；
十三、电器控制：
①总线电压和电流显示，风机电压和电流显示。
②电器启动：
(1).引风机启动;(2).滚筒转动采用变频调速;(3).进料关风机采用变频调速；
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(1).热风出口温度测量.(2).布袋除尘器进风口温度测量.
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