轻质碳酸钙生产中石灰窑的设计计算.pdf

广州化工
2002年30卷第2期
化工机械
轻质碳酸钙生产中石灰窑的设计计算
苏兆样の曾繁涤①崔英德
(①.华中科技大学,武汉430074②.广东エ业大学,广州510090
摘要对各种石灰煅烧密进行经济成本比较,述了碳化法生产轻质碳酸钙的工艺条件下立窑的主要结构尺寸的设
关键词轻质碳酸钙立密设计
The Design Calculation of Calcination Stove for Lin
Production of Ligh! Caztiun? Carbonate
Sr: Yaoxian"eng Fandi Cui Yingo
( Ohuazhong University of Sci& Tech, Wuhan 430074)
(Guangdong University of Technology, Guangzhou 510090
Abstract The costs of many kinds of calcinations stoves were compared. The conditions of production calci
um carbonate and the design of main size structure of stand stove were elabxrataed
Keywords light calcium stand stove design
轻质碳酸钙是一种重要的无机化工原料,广泛立窑为煅烧设备,对立密的工艺条件和主要尺寸进
应用于橡胶、塑料、粘合剂、造纸等行业。目前,我国行叙述和设计
轻质碳酸钙的生产主要是采用碳化法进行。轻质碳
酸钙的生产过程主要是在石灰窑中进行,将石灰石、1工艺条件
原料煤等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙)和1.1石灰石组成(表1)
二氧化碳,因此,石灰窑的种类选择及其主要结构尺
表1石灰石组成
寸的设计有着非常重要的意义。石灰窑的种类很
多,如野窑、轮窑、立窑、回转審、沸腾窑等。野窑和
盐酸不
组分 CACO Mpcり溶物 Feo Mno水分
轮窑由于生产能力小,产品质量低,能耗高、强度大、
局限性多等原因已逐渐不适于规模化、专业化的轻(%重)96.5001.1002.3140.0230.0040.049
质碳酸钙的生产。回转窑和沸腾窑尽管有生产能力
大、原料的要求低、产品质品均匀等特点,但其由于1.2煤的组成(表2)
投资大、能耗大,占地面积大等特点,限制了在我国
轻质碳酸钙生产领域的推广。立窑由于其投资小、
表2煤的组成
能耗低、结构简单、操作方便、使用可靠等优点,已在
组分固定碳灰份水份总硫H2
N2
国内石灰工业(包括碳酸钙工业)中得到了广泛应
用。立窑不仅在现在,而且在今后很长一段时间内
%重)62.0424.483.001.304.152.96
将是国内烧制石灰的主要窑型。因此,本设计采用
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1.3石灰石及原料煤的粒度
d石灰=0.073m;
石灰石:80~120mm,平均100mmn
石灰
1450kg
无烟煤:50~90mm,平均70mmn
灰=1.70kJ/(kg?℃);
1.4石灰石烧成率(6=96%
au=11.06W/(rm2-k;)
1.5窑出气及下灰温度
石灰
1100 kg/m
t宿气=150℃,tr灰=100て
W^W气=1100(1100-100)=1.
2窑高度的计算
将以上数据代上式得:
预热带高度
h冷=0.544
200×0.073X1450×0.407
11.06×1100×(1.1
顶=-0.4181g(1
姓、D原料d原料原料C原料视
3.85
04原料堆[1
2.3烧成带高度
式中:h孫一预热带高度,m;
h烧成=2.161g
Re0 17x
t料一出预热带气体温度,℃;
式中:h烧成一烧成帝芎度,m
t气一入预热带气体温度,℃;
Xn-从冷却带出来的气组分浓度%;
D原料一于原料消耗量,ke.〈t:-i:)
Xー一从烧成带出来的气体组分浓度,%;
原一原料粒度,mn
Re一雷诺准数
Q原料视一原料视密度,kg/m3
d燃一燃料的平均粒径,n;
C原料视一原料视在热容,4.17kJ(kg℃)
x一贫化系数
Q原料雑一干原料堆密度,kg/i
其数据为:
w料一块状料流的水当量数,4.17kJ/(h…℃)
x。=2.47%;Xー18.7%;Re=22.55;
w气一气体的水当量数,4.17kJ/(h℃
x=5.471;d燃=0.007m
_一总数放热系数,W/(m2K)。
将以上数据代入公式:
由主密工艺条件及物热衡算结果,上述各量数
h绕成=2.161
18.71X222.552zI7x0.07×
值为
5.74=1.92(m
〔料=879し气-908.2℃a=17.09W/2.4总高度
(m2·K)w/w=0.863C原视=1.184kJ/(kg
h总=h十h冷+h绕成=4+3.85+1.92
℃),D原料=300kg/(m2h)c原料=2600k
m3d原料=0.10m。将以上数据代入上式
按照烧成带容积约为50%。冷却带和预热带
h预=-0.4181g(、879
容积各占约25%,对各段加裕量,调整后为:
908.2)×
顿
4
h=5.0
300×0.10×26001,189=4(m)
17.09×1500(1-0.863)
有效总高度为;5+4+5=14m
冷却带高度
取自由空间高度为2.5m,则总高度为:ha=14
he=0.54x互版ら”Cg
石灰【
有效容积
We
式中
由圆台体积计算公式
h一冷却带高度,m;其他符号同前。其数据
S2+√S+S2)
式中
窑有效容积,
丁v灰=2(0kg/(m2-h);
一煅烧立上口直径,m;
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