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1、年产 6 吨矿渣烘干机的设计 年产 6 吨矿渣烘干机的设计 目 录 第一章 前言 5 1.1 课程设计背景 5 1.2 课程设计的依据 5 1.2.1 矿渣烘干机的原理及优点 5 1.2.2 矿渣烘干机的结构和型式 6 1.2.3 矿渣烘干机的加热方式及流程 6 1.3 烘干物料设备原理及其应用 8 1.3.1 物料的烘干 8 1.3.2 干燥设备分类及在水泥中应用 8 1.4 回转烘干机工艺流程流程型号及特性 9 1.4.1 矿渣烘干机的工艺流程 9 1.4.2 矿渣烘干机的型号及特性 .10 第二章 矿渣烘干机的选型计算 .13 2.1 烘干机的实际产量计算 13 2.1.1 烘干机的实际
2、每小时产量计算 .13 2.1.1 煤的选取及基准的转换（抚顺烟煤） .13 2.1.2 计算空气需用量，烟气生成量，烟气成分 .13 2.1.3 烟气的燃烧温度和密度 .14 2.2 物料平衡及热平衡计算 .15 2.2.1 确定水的蒸发量 .15 2.2.2 干燥介质用量 .15 2.2.3 燃料消耗消耗量 .17 2.2.4 废气生成量 .18 2.3 烘干机的容积 V 及规格 .18 2.4 电动机的功率复核 .19 2.5 烘干机的热效率计算 .19 2.6 废气出烘干机的流速 .19 2.7 根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置 .20 2.7.1 收尘设备选型 .2
5、特点.41 4.9.1 电动机选型.41 4.9.2 YCT 系列电动机. 明德至善 博学笃行 3 .42 4.9.3 减速机的设计.42 第五章 总结.45 参考文献.46 致谢信.47 明德至善 博学笃行 4 6 吨/年矿渣烘干机的设计 摘要：本课题设计的是 6 万吨/年矿渣回转烘干机，工业生产里，矿渣发挥着着重要的作 用，尤其是一些重大型工厂。利用矿渣制成提炼加工为矿渣水泥、矿渣微粉、矿渣粉、 矿渣硅酸盐水泥、矿渣棉、高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、铜矿渣、矿渣立磨。节约了能 耗，回转烘干机对矿渣的烘干对工业生产有重要的作用。针对课题设计采用顺流式烘干 机，回转烘干机内部装置选择抄板形式，根据
6、产量能确定烘干器的规格。物料和热烟 气同时从进料口进入烘干机，对物料进行烘干。本设计用煤是从课本上提供的抚顺烟煤 对烟气进行计算，对电机拖动功率复核，确定废气出烘干机的流速，电机功率、废气量 及烘干机的结构。根据废气量及含尘量选用收尘设备和排风设备及管路布置。 关键字：6 万吨/年矿渣 ， 顺流式 ，烘干机结构 ，废气量 ，收尘设备， 排风设备， 管路布置。 6 tons/year slag dryer design Abstract: this topic design is 60000 t/a slag rotary dryer, industrial production, slag
11、可再生资源，矿渣将成为工业赖以生存和发展的物资基础，在工业的发展和日常的生 活中起作举足轻重的作用。所以矿渣烘干机的发展慢慢的变快。 随工业生产向大型、高效方向的持续不断的发展，矿渣烘干机的价值也将会更加被世界 节能源界所重视。随国家可持续发展的策略的实施，矿渣等矿产资源的合理开发和综合 用已成重要课题，原来矿渣干选机作为废弃物闲置堆放的矿渣的充分开发用已刻不容缓； 用宝贵的矿渣资源，使之变废为宝，不仅能产生可观的经济效益，还解决了矿渣堆放占 用土地和对环境造成污染等一系列问题。 1.2 课程设计的依据 1.2.1 矿渣烘干机的原理及优点： 矿渣烘干机（又称回转烘干机）的工作原理：1、矿渣由皮带输送机或斗
12、式提升机 送到料斗，然后经料斗的加料机通过加料管道进入加料端。2、加料管道的斜度要大于 物料的自然倾角，以便物料顺利流入矿用烘干机内。3、烘干机圆筒是一个与水平线略 成倾斜的旋转圆筒。物料从较高一端加入，载热体由低端进入，与物料成逆流接触，也 有载热体和物料一起并流进入筒体的。4、随着圆筒的转动物料受重力作用运行到较底 的一端。湿物料在筒体内向前移动过程中，直接或间接得到了载热体的给，使湿物料得 以干燥，然后在出料端经皮带机或螺旋输送机送出。5、矿渣烘干机筒体内壁上装有抄 板，作用是把物料抄起来又撒下，使物料与气流的接触表面增大，以提高干燥速率并促 进物料前进。6 、载热体经干燥器以后，一般需
13、要旋风除尘器将气体内所带物料捕集下 来（载热体大体上分为热空气、烟道气等） 。如需进一步减少尾气含尘量，还应经过袋式除 尘器或湿法除尘器后再放排放。 矿渣烘干机性能优点： 1、处理量比较大，抗过载能力强，热效率高，煤耗降低 20%左右，直接降低干燥 明德至善 博学笃行 6 成本。传动大小齿轮采用销柱可换齿轮，取代了传统的铸钢齿轮，节省本金投资，又大 大降低了维修费用和时间。 2、在设计时为了达到最佳的烘干效果，采用顺流干燥方式，物料与热源气流由同 一侧进入干燥设备，烘干机出口温度低，热效率高。 3、在内部结构上实现了创新，强化了对已分散物料的清扫和热传导作用，消除了 筒体内壁的沾粘现象。 4、使
14、用了新型的给料、排料装置，杜绝了矿渣烘干机给料堵塞、不连续、不均匀 和返料等现象，为您降低了除尘系统的负荷。该设备在扬料装置系统上作了多方面的技 术革新，特别是采用了新型多组合式扬料装置，克服了传统烘干机的“风洞”现象。 5、可满足多种用户对矿渣类物料的烘干后粒度和水分要求 1.2.2 矿渣烘干机的结构和型式 矿渣烘干机的主体是一个电动机带动，做回转运动的金属圆筒，筒体是由厚度为 1020mm 的锅炉钢板焊接而成的，起直径一般为 13m,转速一般为 2-7r/min，长径为 5-8，转筒沿物料前进的方向有 3%-6%的倾斜度，筒体上装有大齿轮和轮带，转筒借助于 轮带支撑在两对托轮上，转筒的中心
15、与每对托轮中心的连线 度角，为指示和限制筒 体沿倾斜方向窜动，在轮带的两侧装有一对挡轮。电动机通过变速箱、小齿轮带动筒体 上的大齿轮，使筒体回转。为防止漏风，在转筒与燃烧室（或混合室）及集尘室的连接 处均设密封装置；在筒体的进料端为防止物料逆流，还没有挡料圈。筒体的倾斜及回转， 使物料在筒的举升和本身的重力作用下，从筒体较高的一端向较低的一端。在运动过程 中物料与介质接触，逐渐燥。为改善物料在干燥器内的运动状况及加强与介质的热 交换，转筒内通常装有金属养料板、格板、链条等附加装置。抄板式，适用于散粒状或 较干的物料，如沙子，矿渣；扇形式，适用于密度大的大块物料，如石灰石、页岩等。
16、1.2.3 矿渣烘干机的加热方式及流程 矿渣烘干机是对流或对流辐射式干燥器，载热介质为热烟气或热空气。介质温度较 低时主要是对流传热；介质温度比较高时，辐射传热量占有特殊的比例。按介质对物料的加 热方式来分有直接加热、间接加热和复合加热三种形式。直接加热是指介质与物料在转 筒内非间接接触，温度比较高的介质将热量传给物料；间接加热是指介质不与物料非间接接触， 用于对高温敏感或怕介质污染在物料干燥；复式加热是上述两种加热方式的总和，如双 明德至善 博学笃行 7 筒式烘干机中课使介质先在筒中流动，对物料加热方式中以直接加热热效率最高， 复式加热次之，间接加热热效率最低。在硅酸盐工业中大多采用直接加热方式。
17、直接加 热的回转烘干机，胺物料与介质的流动方向有可分为顺流式和逆流式两种。对于矿渣烘 干机常常采取的是顺流式回转烘干机。 顺流式烘干机的特点：顺流式烘干机中物料和气流运动方向相同，适用于初水分高 的物料。湿物料与温度比较高、相对湿度低的热气首先接触，这时热交换急剧、干燥速度 快，随着物料与热气流在烘干机内前进，物料水分慢慢地减少，温度逐渐升高，在接近卸 料端时，热气流的湿含量的相对湿度增大，气体温度已降低，此时干燥速率已很慢。所 以物料顺流式烘干机内的干燥速率是很不均匀的。 回转烘干机所用的干燥介质的类型和参数视物料的性质与要求而定。在硅酸盐工业 中常采用有专设燃烧室产生的高温烟气作为干燥介质。因
18、高温燃烧产物的温度通常在 1000以上，若立即进入烘干机会烧坏金属，并可能破坏物料的结构而改变物性，因此 须使高温燃烧产物与冷空气混合至工艺所要求的温度，然后进入烘干机。混合过程可在 专设的混合室内进行，也可不设混合室下表列出了硅酸盐工业常见的一些原料和燃料在 回转烘干机中烘干所需的介质温度参考值。离开烘干机的废气温度与其湿度及收尘和排 风设备有关。原则上应保证废气经收尘设备、排风设备进入大气时，其温度不低于露点， 必要时应对上述设备和管道进行保温，防止水汽冷凝。但废气温度不宜过高，否则热耗 增大。废气出回转烘干机的温度一般为 100-150，物料温度不高于气体温度，为 80- 120。 被烘干
19、物料名 称 烟煤 无烟煤 粘土 矿渣 砂子 石灰石 高岭土 进烘干机的介 质温度（） 40070 0 5007 00 60080 0 7008 00 80090 0 800100 0 800100 0 1.3 烘干物料设备原理及其应用 1.3.1 物料的烘干 明德至善 博学笃行 8 在水泥工业中，当采用干法生产时，各种含水的物料如原料、煤和混合材都需要进 行烘干，而采用湿法生产时，煤和混合材也需要烘干，这样才可以保证粉磨作业的正常进 行。 入磨物料的水分，对磨机的产量，出磨物料的质量及磨机的操作都有很大的影响。 入磨物料水分多，磨内含湿量高，细粒物料会粘附在研磨体、衬板和隔仓板上，使粉磨 效率下
20、降；而且，入磨物料水分过高必然会使磨机作业条件恶化，给操作和质量控制带 来困难。此外，喂入磨内的物料，其配合比会受到物料内水分的波动而变化，从而出磨 产品的质量也随之受一定的影响。因此，排除物料过多水分的烘干工序是水泥生产中必不可 少的重要环节。 水泥厂采用单独进行烘干的烘干设备有回转式、悬浮式、流态式、沸腾式、重力式 等。其中最常用的是回转式烘干机。这种烘干机虽然烘干效率低，投资大， 、但是对物料 的适应能力强，可以烘干各种物料，且设备简单易操作可靠，故得到普遍采用。 1.3.2 干燥设备分类及在水泥中应用 物料的干燥可以自然的或人工的办法来进行。 自然干燥，即把湿物料堆放在棚屋里或室外晒场上，借风吹
21、日晒使其干燥，这种方 法的优点是无需专门设备，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，产量低，劳动强度高，操 作条件差，而且受气候影响大。 人工干燥，是把物料堆放在专门的干燥器中进行干燥，人工干燥时，传给物料热量 的方式很多，如利用热空气或热烟气的对流传热；利用红外线灯或热的金属、陶瓷、耐 火材料等表面的辐射传热。 利用热空气或热烟气的对流作用加热干燥的方法称为对流干燥，所用的热空气 或热烟气称为干燥介质，根据水泥工业物料的特点，普遍采用对流干燥法。这种方法热 源容易获得，设备较为简单，总的费用也较低。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物 料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质
22、一直更新，以排 除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干 机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这 些设备一般都利用热烟气进行对流烘干。 干燥作业还可以和粉碎、选粉等其它作业一起进行，目前水泥厂的煤粉制备大多采 用烘干兼粉磨系统。近年来，国内外对水泥原料等采用烘干兼粉磨流程也日益增多。这 明德至善 博学笃行 9 种办法能够简化工艺过程，减少热量消耗，但若物料的初水分超过烘干兼粉磨系统的允 许范围时，则仍需另设烘干设备做预先烘干。 总之，烘干过程是水泥工业中基本的热工过程之一，干燥过程进行的好坏直接影响 水泥的产质量，因此
23、水泥工作者对烘干设备必须给与足够的重视。 1.4 矿渣烘干机工艺流程流程型号及特性 1.4.1 矿渣烘干机的工艺流程 回转式烘干机的生产流程如图所示，其主要附属设备有烘干机燃烧室，喂料与卸料 设备，收尘器和排风机等。 湿物料由皮带机 2 送至喂料端锻，经下料溜子进入烘干机 5。回转式烘干机筒体转 速一般为 2r/min5r/min,倾斜度一般为 3%6%.物料在筒体回转时,由高端向低端运动, 从低端落入出料罩,经翻板阀卸出,再由皮带机运走.而热气体由燃烧室 3 进入烘干机筒体,与 物料进行热交换,使物料强烈脱水,气体温度下降.废气经出料罩,收尘器 6,由排风机 7 经 烟囱 8 排至大气. 1
24、.4.2 矿渣烘干机的型号及特性 在回转烘干机内，按物料与热气体流动的方向的不同，有顺流式和逆流式两种。顺 流式烘干机物料与热气流的流动方向是一致的，在进料端，湿物料与温度比较高的热气体 明德至善 博学笃行 10 接触，其干燥速度较快，而在卸料端，由于物料易被烘干，物料温度也升高了，而气体 温度以降低，二者温差较小，故干燥速率很慢，所以在整个筒体内干燥速率不均匀。逆 流式烘干机物料与热气体流动方向是相反的，已烘干的物料的物料与温度比较高、含湿量 较低的热气体接触，所以整个筒体内干燥速率比较均匀。 烟 气 湿 料 干 料废 气 温度 物烟 （ 顺 流 ） 顺流干燥烘干特点示意图烟 气 干 料 废 气
25、湿 料 温度 物烟 （ 逆 流 ） 逆流干燥烘干特点示意图 再选择烘干机的顺逆流操作时，应根据具体条件来考虑，入物料的特性、粒径、物 料最终水分的要求及车间的布置情况等。在水泥厂中两种操作方法均有采用，而以顺 流操作的居多，其主要特征如下： 1. 在烘干机热端，物料与热气体的温差较大，热交换过程迅速，大量水分易被蒸发， 适用于初水分较高的物料。 2粘性物料进入烘干机后,由于表面水分易蒸发，可减少粘结,有利于物料运动。用 于烘干湿煤时，可避免高温气体非间接接触干煤引起着火。 3顺流操作的热端负压低，能减少进入烘干的漏风量，有利于稳定烘干机内热气体 的温度及流速。 4喂料与供煤同设与烘干机的热端，
28、实际小时产量 、燃料燃烧计算及燃烧室2WG 的选择、烘干机物料平衡及热平衡计算、烘干机容积和规格、电动机拖动率复核、烘干 机的热效率计算、废气出烘干机的流速等。 已知原始数据： 1、烘干物料：矿渣 2、产量：6 万 t/年矿渣 3、粘土初水分：v 1=20% 4、粘土终水分：v 2=2% 5、进烘干机高温混合气温度：t m1=800 6、出烘干机混合气温度：t m2=80 7、进料温度：18 8、出料温度：80 9、当地大气压：1.0110 5MPa 10、环境和温度：ta=20 11、环境风速：2.0-8.0Nm/s 12、废气排放浓度标准：150mg/Bm 3 13、矿渣平均粒径：0.5-1
45、所需旋风收尘器个数为： .5.48970/1qVn 因此选用三个旋风收尘器。 2.7.2 选型依据 1）含尘气体的处理量，可根据烘干机出口废气量考虑一定的漏风和储备获得。 2）含尘浓度和排放标准， 。332 /10,/150mggc取不 大 于 明德至善 博学笃行 24 3）总的收尘效率: %4.910273%10421 c 2.8 确定燃烧室及其附属设备 2.8.1 据工艺技术要求选择燃烧室的型式 燃煤量小于 200Kg/h 时可以选人工操作+燃烧室，燃煤量大于 200Kg/h 选用机 械化操作燃烧室。由于 室故 选 择 机 械 化 操 作 燃 烧,/20/139.247hkgMf 2.8.2
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