Разработка способа утилизации ВЭР обжиговых печей

утилизации тепла отходящих газов после регенераторов стекловаренных печей.
Мы предлагаем осуществить это путем ступенчатого использования отходящих газов в технологических установках данного производства.
Задачи работы:
Теплотехнический расчет сушильной установки «кипящего» слоя
Расчет вспомогательного оборудования
Теплотехнический расчет пластинчатого теплообменника
Анализ мероприятий по безопасности и охране труда
Определение технико-экономических показателей

2

на данный момент. Вторичными энергоресурсами располагают большинство отраслей промышленности, имеющие теплотехнологические установки, особенно, высоко-температурные.
Современный уровень развития производства и техники дает возможность за счет использования ВЭР сократить потери энергии до 10… 15 % от расхода первич-ных топливно-энергетических ресурсов.
Стекловаренная промышленность – одна из самых энергоемких отраслей. Поэтому после печи, как правило, используют те или иные теплоутилизационные установки, чаще всего, регенеративные воздухоподогреватели. Но даже после них отходящие газы имеют достаточно высокую температуру и нередко сбрасываются в окружающую среду. Таким образом теряется большой энергетический потенциал, что не только невыгодно экономически, но и приводит к загрязнению окружающей среды
Мы предлагаем следующую схему. Отработанные дымовые газы, после регене-раторов стекловаренных печей с температурой 650оС используются в сушилке для сушки кварцевого песка, необходимого в технологии стекла.
Выходящие из сушилки, отработанные газы с температурой 160оС будут пода-ваться в пластинчатый теплообменник для подогрева воды, которая будет исполь-зоваться в системе горячего водоснабжения производственного корпуса (слайд 4).

3

Такие сушилки применяют для сушки зернистых сыпучих материалов.
Они характеризуются большей по сравнению с другими поверх-ностью контакта между материалом и сушильным агентом и меньшим (до нескольких минут) временем сушки сушки.
Съем влаги с газораспределительной решетки в зависимости от размера частиц материала и температурного режима сушки составляет 500…3000 кг/(м2 · ч).
Кроме того, сушилки «кипящего» слоя дают возможность совме-щать такие процессы как сушку и классификацию по размерам частиц, сушку и гранулирование.
Исходные данные
- производительность сушилки по высушенному материалу 11,30 т/ч ;
- начальная температура сушильного агента 650 °С.
- конечная температура сушильного агента 160 °С
- начальная влажность материала 15%
- конечная влажность материала 5%
Сушильная установка представлена на слайде 6

5

2 за счет давления, соз-даваемого вентилятором 1, поступают через решетку к слою материала со скоростью, равной скорости витания частиц. Материал питателем 3 неп-рерывно подается на решетку и высушивается в "кипящем" слое. Высу-шенный материал через шлюзовой затвор выгружается на конвейер.
Отработанный сушильный агент подается в циклон 6, далее – в ру-кавный фильтр 7 и после очистки выбрасывается дымососом 8 в атмо-сферу.
Основным и наиболее важным элементом сушилок "кипящего" слоя являются газораспределительные решетки, которые выполняют две функ-ции: они поддерживают псевдоожиженный слой и обеспечивают равно-мерное распределение газового потока по сечению камеры.
Промышленные сушилки "кипящего" слоя работают с небольшим слоем материала – 300...400 мм
Основным недостатком этой сушилки является большой расход электроэнергиии и для некоторых конструкций - неравномерная сушка полидисперсного материала, обусловленная различным временем пребывания отдельных частиц в зоне сушки.

получили её основные расчётные характеристики:
количество испаренной влаги - 0,369 кг/с.;
расход абсолютного сухих отходящих газов - 1,902 кг/с.;
среднее время сушки материала ≈ 1 мин.;
удельный расход тепла - 6143,6кДж/кг.
В результате конструктивного расчета определили:
диаметр сушилки - 1,2 м;
высота псевдоожиженного слоя - 0,36 м;
высота сепарационного пространства сушилки - 1,44 м;
общая высота сушилки - 1,8 м.
Для эффективной эксплуатации данной сушилки было подобрано
следующее вспомогательное оборудование:
шнековый питательПШ-1/80;
конусная клапан-мигалка;
групповой циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15;
рукавные фильтры СМЦ 100А;
дутьевой вентилятор ВДН-12,5;
дымосос ДН-12,5.

сравнении
его с кожухотрубным, применяемом для тех же целей, он значительно выигрывает
по ряду параметров:
коэффициент теплопередачи пластинчатых агрегатов в 3…4 раза выше за счет тонкостенности пластин и высокой турбулизации потока;
габаритный объем в 2…5 раз меньше, что позволяет экономить полезную пло- щадь помещения и использовать ее с большей выгодой;
пластинчатый теплообменник весит в 2…6 раз меньше;
исключена возможность взаимного перетекания теплоносителя;
имеется возможность изменения характеристик подогревателя, который уже эксплуатируется;
малые потери давления, низкий недогрев;
высокий КПД в сравнении с кожухотрубным подогревателем;
простота в обслуживании и монтаже. Для их обслуживания не нужно применять специального оборудования, включая грузоподъемное.
«Слабое место» пластинчатых агрегатов - уплотнительные прокладки.
Но их сегодня в основном выполняют из резины EPDM, стойкой к агрессорам,
перепадам давления и высоким температурам.

3 – нижняя направляющая; 4 – подвижная плита;
5 – пластины; 6 – шпильки стягивающие; 7 – стойка;

Принципиальная схе-ма движения двух теплоно-сителей в пластинчатом
теплообменнике.

к
установке был принят стандартный разборный пластинчатый тепло-
обменник на базе пластин «ПР-0,2» из стали Х18Н10Т с гофрами
в «елочку».
При заданном расходе по отходящим от сушилки газов, опре-
делили расход нагреваемой воды, который составил 834кг/час;
общая поверхность теплопередачи 5 м2;
количество пластин – 65;
коэффициент теплопередачи составляет К=411,70 Вт/м2∙К.
поверхность теплопередачи одной пластины F1 = 0,2 м2
толщина пластины δст = 1,2 мм
эквивалентный диаметр меж-пластинчатого канала
dэ = 0,0075 м
площадь поперечного сечения одного канала ƒ1 = 0,0082 м2
длина канала (приведенная) Lп = 0,44 м

целесообразно и экономически выгодно, даже без учета экологической составляющей