水泥厂废气处理系统物料平衡及热平衡计算（1-2）

现分享水泥厂废气处理系统物料平衡及热平衡计算（1-2），详情如下：

一.计算条件

1,物料

①易磨性:m0

②粉磨前综合水份:×m1=2.5%;

③粉磨后综合水份:×m2=0.5%;

④粉磨前物料温度:Tm1=150C;

⑤粉磨后物料温度:Tm2=850C;

2,窑气

①体积:VK=1.5131Nm3/Kg-cl×5000×1.1×1000/24=346750Nm3/h;

②烧成系统设计能力:5000t/d,放大系数:1.1;

③温度:TK=3300C;

④湿度:WK=70%;

⑤含尘量:AK=55g/Nm3;

⑥入煤磨窑气量:Vk2=52650Nm3/h(温度:Tg1=3100C);

3,磨机

①型号:Ato×50;

②原料磨系统设计能力:G0=400t/h;

③要求入磨风量:Vg1=478725Nm3/h(温度:Tg1=200~3500C);

4,环境

①温度:Ta=150C;

②湿度:Wa=50%;

二,物料平衡

①喂料量:Gm1=G0×100/(100-×m1)=400×100/(100-2.5)=410.2t/h;

②出磨料量:Gm2=G0×100/(100-×m2)+Vk×Ak/106

=400×100/(100-0.5)+346750×55/106=421.1t/h;

③蒸发水量:GH2O=G0×100/(100-×m2)×(×m1-×m2)/(100-×m1)

=400×100/(100-0.5)×(2.5-0.5)/(100-2.5)=8.25t/h;

④入磨气体量:Vg1=478725Nm3/h;

⑤出磨气体量:Vg2=Vg1+VH2O+Vs+Vf=1.05(Vg1+VH2O+Vs)

=1.05(478725+1.25×8.25×1000+3000)

=516639Nm3/h;

三,热平衡

①入磨处需热量:Qg1=Qm+QH2O+Qg2+Qd-Qgr

物料温升吸热:Qm=Gm1×Cm×(Tm2-Tm1)=410.2×0.932×(85-15)×1000

=26761448kj/h

蒸发水份吸热:QH2O=1000GH2O[(100-Tm1)×4.187+2257-(100-Tg2)×1.868]

=1000×8.25×[(100-15)×4.187+2257-(100-95)×1.868]

=21171109kj/h

出磨气体热焓:Qg2=Vg2×Cg2×Tg2=516639×1.34×95=65768145kj/h

粉磨过程产生热量:Qgr=3600×0.9×(G0×P0+Ps)=3600×0.9×(400×8.72+160)

=11819520kj/h

表面散热:Qd按其余各项5%计;

故:Qg1=1.05×(26761448+21171109+65768145-11819520)=1.06975×108kj/h

②窑气热焓:QK=Vk(Ck+Ak×Cm/1000)×Tk=346750(1.45+55×0.932/1000)×310

=1.61374×108kj/h

③入煤磨窑气热焓:QK2=Vk2(Ck+Ak×Cm/1000)×Tk=52650(1.45+55×0.932/1000)×310

=0.24482×108kj/h

四,讨论:

情形1,窑开.原料磨开.煤磨开

Qg1+QK2=1.06975×108+0.24482×108=1.31457×108kj/h

Vg1+Vk2=478725+52650=531375Nm3/h>Vk=346750Nm3/h

即:窑气的热焓大于原料磨及煤磨烘干原燃料所需热焓,而窑气量却小于入磨所需风量;故原料磨进风口须掺冷风或掺循环风,为了让尽可能多的窑气入原料磨,其进风口只掺冷风而不掺循环风,以减少进增湿塔的废气处理量,从而减小电收尘器及原料磨系统风机的规格.

设掺冷风Va后,入原料磨的窑气量为Vk1;

QK1+Qa=1.06975×108kj/h

Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta=1.06975×108

Vk1+Va=478725

即:1.48×Vk1×310+1.295×(478725-Vk1)×15=1.06975×108

得:Vk1=2.22306×105Nm3/h

Va=(4.78725-2.22306)×105=2.56419×105Nm3/h

这种情况下,进增湿塔的窑气处理量为:

Vk3=346750-(2.22306×105+52650)=71794Nm3/h

进增湿塔的窑气从3100C降到1500C需喷水量GH2O(T)

1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=71794×1.48×(310-150)

GH2O(T)=17000819/2612895=6.51t/h

蒸气量:VH2O(T)=1.25×1000×6.51=8133Nm3/h

出增湿塔的废气量为:

VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(71794+8133)=83923Nm3/h

进电收尘器的废气量为:

VEP=Vg2+VT=516639+83923=600562Nm3/h

进电收尘器的废气温度为:

TEP=(516639×95+83923×150)/625814=98.50C

进电收尘器进口负压为:-10000Pa

则进电收尘器的废气量为:

VEP=600562×(273+98.5)/273×101325/(101325-10000)

=600562×1.36×1.109=905791m3/h

为了进一步减小电收尘器及原料磨系统风机的规格,除进煤磨的烟气外全部入原料

磨则原料磨內喷水量GH2O(m).

入磨窑气量:Vk1=346750-52650=294100Nm3/h

掺入冷风量:Va=478725-294100=184625Nm3/h

入磨气体热焓:

Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta

=1.48×294100×310+1.295×184625×15=1.38519×108kj/h

磨内喷水所需吸收热焓:

(1.38519-1.06975)×108kj/h=31544420

则原料磨内喷水量

GH2O(m)=QH2O/{1000×[(100-15)×4.187+2257]}

=31544420/1000/2613=12.072t/h

进电收尘器的废气量为:

V’EP=V’g2=(516639+12.072×1250)=531729Nm3/h

进电收尘器的废气温度为:T’EP=950C

进电收尘器进口负压为:-10000Pa

则进电收尘器的废气量为:

V’EP=531729×(273+95)/273×101325/(101325-10000)

=531729×1.348×1.109=794899m3/h

情形2,窑开.原料磨开.煤磨停

Qg1+QK2=1.14453×108+0=1.14453×108kj/h

Vg1+Vk2=414420+0=414420Nm3/h>Vk=346750Nm3/h

即:窑气的热焓大于原料磨原料所需热焓,而窑气量却小于入磨所需风量;故原料磨进风口须掺冷风或掺循环风,为了让尽可能多的窑气入原料磨,其进风口只掺冷风而不掺循环风,以减少进增湿塔的废气处理量,从而减小电收尘器及原料磨系统风机的规格.

QK1+Qa=1.06975×108kj/h

Ck×Vk1×Tk+Ca×Va×Ta=1.06975×108

Vk1+Va=478725

即:1.48×Vk1×310+1.295×(478725-Vk1)×15=1.06975×108

得:Vk1=2.22306×105Nm3/h

Va=(4.78725-2.22306)×105=2.56419×105Nm3/h

这种情况下,进增湿塔的窑气处理量为:

Vk3=346750-2.22306×105=124444Nm3/h

进增湿塔的窑气从3100C降到1500C需喷水量GH2O(T)

1000×GH2O(T)×[(100-15)×4.187+2257]=124444×1.48×(310-150)

GH2O(T)=29468339/2612895=11.28t/h

蒸气量:VH2O(T)=1.25×1000×11.28=14100Nm3/h

出增湿塔的废气量为:

VT=1.05(Vk3+VH2O(T))=1.05×(124444+14100)=145471Nm3/h

进电收尘器的废气量为:

VEP=Vg2+VT=516639+145471=662110Nm3/h

进电收尘器的废气温度为:

TEP=(516639×95+145471×150)/662110=107.10C

进电收尘器进口负压为:-10000Pa

则进电收尘器的废气量为:

VEP=662110×(273+107.1)/273×101325/(101325-10000)

=662110×1.392×1.109=1022118m3/h