鐵礦石烘干設備的熱工分析
鐵礦石烘干設備的熱工分析
2009年，我公司與中鋼公司達成協(xié)議，向米塔爾集團哈薩克斯坦鋼廠所屬阿坦首爾礦區(qū)出口一套礦用轉筒干燥設備。此種設備采用直接火焰加熱的方式烘干鐵礦石，并使用布袋除塵器對尾氣中的礦粉進行回收。
本次分析通過對加熱過程的熱工分析計算來最終決定本套設備中最主要的設備燃燒器的確定。
基本設計要求和鐵礦石的基本情況
哈薩克斯坦阿坦首爾礦區(qū)位于哈薩克斯坦中部，是典型的露天鐵礦。所產鐵礦石的粒度為0-60mm，密度為4000kg∕m3，堆密度為2700kg∕m3。濕度為8%，0－60mm的顆粒中0－6mm顆粒的含量為30%，粘土含量達到10%。
設計要求為： 產量達到250噸/小時，濕度從初始物料的8％降到2％，標準工況環(huán)境溫度：20℃。
熱工分析及計算
烘干礦料所消耗的總熱量Q總計包括：Q1有效利用的熱量, 即為對物料加熱烘干所需的熱量；Q2經(jīng)烘干筒壁散失的熱量；Q3經(jīng)煙氣散失的熱量；Q4其他熱損失。Q= Q1+ Q2+ Q3+ Q4
Q1有效利用的熱量
對礦料烘干加熱所需的熱量包括兩部分，一部分為物料中所含水分的預熱和蒸發(fā)所需熱量（Q水）；一部分為礦料本身的加熱所需熱量（Q礦）。
Q1=Q水 + Q礦
Q水=1000GCsW(T1-T0) + 1000G(W-W1)[R + C2(Ti-T1)]
G ---- 設計生產能力，T。取250
Cs --- 水的比熱，kJ/kg·℃。取4.81
W --- 礦料烘干前含水量，%。取8
W1 --- 礦料烘干后含水量，%。取2
T1 --- 水分蒸發(fā)溫度，℃。取100
T0 --- 礦料進入滾筒前的環(huán)境溫度, ℃。取20
R ---- 水的汽化熱，kJ/kg·℃。取2269
C2 --- 水蒸汽的比熱，kJ/kg·℃。取1.93
Ti ---- 預熱并蒸發(fā)完水分后的煙氣溫度，℃。取180
Q水=1000GCsW(T1-T0) + 1000G(W-W1) [R + C2(Ti-T1)]
=1000*250*4.81*8%*(100-20)+1000*250*6%*[2269+1.93(180-100)]
=7696000 + 36351000 = 44047000 kJ
Q礦=1000GCg(1-W)(T2-T0)
G ---- 設計生產能力，T。取250
Cg --- 礦料的比熱，kJ/kg·℃。取0.75(假定)
W --- 含水量，%。取8
T2 --- 烘干結束后的礦料溫度，℃。取130
T0 --- 礦料進入滾筒前的環(huán)境溫度, ℃。取20
Q礦=1000GCg(1-W)(T2-T0)
=1000*250*0.75*(1-8%)*(130-20)
=18975000 kJ
則有Q1=Q水 + Q礦
=44047000 + 18975000 = 63022000 kJ
② Q2經(jīng)筒壁保溫層散失的熱量
Q2=3600KS(Tδ-T0)
S ---- 烘干筒的表面積，m²。取82.54
Tδ --- 筒壁的平均溫度，℃。取250
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