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| 标准编号 | GB/T 46589-2025 (GB/T46589-2025) | | 中文名称 | 陶瓷喷雾干燥塔热平衡、热效率测定与计算方法 | | 英文名称 | Measurement and calculation method of thermal equilibrium and thermal efficiency of ceramic spray dryer | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | Q94 | | 国际标准分类 | 91.110 | | 字数估计 | 34,387 | | 发布日期 | 2025-10-31 | | 实施日期 | 2026-05-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 46589-2025: 陶瓷喷雾干燥塔热平衡、热效率测定与计算方法
ICS 91.110
CCSQ94
中华人民共和国国家标准
陶瓷喷雾干燥塔热平衡、热效率
测定与计算方法
2025-10-31发布
2026-05-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 单位、符号和基准 1
5 热平衡边界图 2
6 测定项目及测定方法 2
7 物料平衡计算方法 6
8 热平衡计算方法 8
9 热效率计算方法 13
附录A(资料性) 符号说明 15
附录B(资料性) 测定项记录表 18
附录C(资料性) 测定气体流量时测点的选择与计算方法 21
附录D(资料性) 数据表 25
附录E(资料性) 烟气中干烟气量和水蒸气量的计算 29
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国建筑材料联合会提出。
本文件由全国建材装备标准化技术委员会(SAC/TC465)归口。
本文件起草单位:广州能源检测研究院、佛山市恒力泰科技有限公司、佛山市科达机电有限公司、
广东省南华节能和低碳发展研究院、中国建材机械工业协会、广东智子智能技术有限公司、广州汇锦能
效科技有限公司。
本文件主要起草人:黄阔、杨茹、谢越林、周成娟、姚芷晨、何卫东、胡良勇、罗福生、王玉敏、唐丹、
黄允生、杨飞、麦土钦、黄晓平、段臻、谢方静、易国刚、张伟军、张宏。
陶瓷喷雾干燥塔热平衡、热效率
测定与计算方法
1 范围
本文件规定了陶瓷喷雾干燥塔热平衡、热效率测定与计算的单位、符号和基准,热平衡边界图,测定
项目及测定方法,物料平衡计算方法,热平衡计算方法,热效率计算方法。
本文件适用于以燃料为主要热源,制备建筑陶瓷粉料的喷雾干燥塔热平衡、热效率的测定与计算。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 211 煤中全水分的测定方法
GB/T 212 煤的工业分析方法
GB/T 213 煤的发热量测定方法
GB/T 260 石油产品水含量的测定 蒸馏法
GB/T 384 石油产品热值测定法
GB/T 12206 城镇燃气热值和相对密度测定方法
GB/T 24851 建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求
GB/T 27896 天然气中水含量的测定 电子分析法
GB/T 28890─2012 建筑陶瓷机械术语
3 术语和定义
GB/T 28890─2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
喷雾干燥塔(器) spraydryer
把一定浓度的浆料通入有热风的干燥塔内,经过雾化、干燥而得到一定粒度粉料的设备。
[来源:GB/T 28890─2012,2.9.2.1,有修改]
3.2
绝干粉料 absolutelydrypowder
不含自由基水分的粉料。
4 单位、符号和基准
4.1 单位
卡与焦耳的换算:1cal=4.1816J。
4.2 符号
本文件中使用的符号及说明见附录A。
4.3 基准
温度基准:0℃。
质量基准:1kg绝干粉料。
5 热平衡边界图
热平衡计算前,为防止热收、支项目的重复和遗漏,根据喷雾干燥塔系统具体情况详细做出热平衡
边界,见图1。
标引符号说明:
Q1---燃料燃烧热;
Q2---燃料显热;
Q3---浆料显热;
Q4---空气显热;
Q5---余热利用热;
Q'1---粉料显热;
Q'2---浆料水分蒸发和加热水蒸气耗热;
Q'3---烟气显热;
Q'4---表面散热损失;
Q'5---燃料未完全燃烧热损失;
Q'6---灰渣显热;
Q'7---其他热损失。
图1 热平衡边界图
6 测定项目及测定方法
6.1 测定前的准备
6.1.1 根据喷雾干燥塔系统具体情况,制订测定方案。
6.1.2 喷雾干燥塔系统配备的计量器具应符合GB/T 24851的规定,并进行定期检定或校准。
6.1.3 测定用仪表,应在检定或校准有效期内。
6.1.4 根据测定要求开孔,测孔大小应保证测量设备正常使用。
6.1.5 准备好喷雾干燥塔设备基本情况记录表及热平衡实测数据记录表,见附录B。
6.2 测定周期
各项测定应在喷雾干燥塔系统连续、稳定运行时间不少于48h的条件下进行,测定周期不少于
4h。
6.3 测定方法
6.3.1 浆料和粉料
浆料和粉料的测定项目及测定方法按照表1的规定进行。
表1 浆料和粉料的测定项目及测定方法
测定项目 测定频率 测点位置 测定方法
浆料
浆料温度
每隔2h测一次,测三次 浆料入喷雾干燥塔处
用精度不低于2.0级的温度计测量,
将其感温部分插入被测物料中,深度
不应小于50mm
浆料湿基
含水率
每隔2h取样一次,取三
次测混合样
在浆料中取样
取测温的浆料置于已知恒重的称量
瓶中,用分度值为0.001g的天平称
量,求出浆料的质量m1,再在(110±
5)℃烘箱中干燥2h称得质量m2,
则x=[(m1-m2)/m1]×100%,即
为湿基含水率
浆料的质量
kg/h
全测定周期 浆料入喷雾干燥塔处
用精度不低于2.0级的液位计、精度
不低于0.001g/cm3的密度计测量,或
用精度不低于0.5级的衡器测量,现
场统计、计算
粉料
粉料出塔
温度
每隔2h测一次,测三次 粉料出喷雾干燥塔处
用精度不低于2.0级的温度计测量,
将其感温部分插入被测物料中,深度
不应小于50mm
粉料湿基
含水率
每隔2h取样一次,取三
次测混合样
在粉料中取样
取测温的粉料置于已知恒重的称量
瓶中,用分度值为0.001g的天平称
量,求出粉料的质量m1,再在(110±
5)℃烘箱中干燥2h称得质量m2,
则x=[(m1-m2)/m1]×100%,即
为湿基含水率
粉料的质量
kg/h
全测定周期 粉料出喷雾干燥塔处
用精度不低于0.5级的衡器测量,现
场统计、计算
6.3.2 燃料和灰渣
燃料和灰渣的测定项目及测定方法按表2的规定进行。
表2 燃料和灰渣的测定项目及测定方法
测定项目 测定频率 测点位置 测定方法
燃料含水率
每隔2h取样一次,取三次
测混合样
固体燃料在入燃烧炉前燃
料堆中取样;液体、气体燃
料在入燃烧器前利用旁路
管道取样
固体燃料、液体燃料、气体燃料分别
按GB/T 211、GB/T 260、GB/T 27896
规定的方法实测
气体燃料组成
每隔2h取样一次,取三次
测混合样
气体燃料在入燃烧器前利
用旁路管道取样
气体燃料用气体分析仪或其他仪器
作全分析
燃料低位发热量
kJ/kg或
kJ/m3
每隔2h取样一次,取三次
测混合样
在燃料中取样
固体燃料、液体燃料、气体燃料分别
按GB/T 213、GB/T 384、GB/T 12206
规定的方法实测
燃料温度
每隔2h测一次,测三次
固体燃料在入燃烧炉前燃
料堆中测定;液体、气体燃
料 在 入 燃 烧 器 前 管 道 上
测定
用精度不低于2.0级的温度计测量
燃料消耗量
kg/h或 m3/h
全测定周期 入燃烧器前管道上
固体燃料用精度不低于0.5级的衡器
测量
液体燃料用精度不低于1.0级的液体
流量计或精度不低于2.0级的液位计
测量
气体燃料用精度不低于2.0级的气体
流量计测量,其中煤气流量也可用精
度不低于2.5级的毕托管及其他仪器
测量或通过对煤气发生炉作物料衡
算求得
灰渣中的含碳率
每隔2h取样一次,取三次
测混合样
在燃烧炉灰渣中取样 按GB/T 212规定的方法分析
灰渣温度
每隔2h测一次,测三次 在炉栅灰渣层深度中部位
用精度不低于2.0级的温度计测量,
将其感温部分插入被测物料中,深度
不应小于50mm
灰渣质量
kg/h
全测定周期 在燃烧炉灰渣出口处
用精度不低于0.5级的衡器测量,现
场统计、计算
6.3.3 助燃空气、二次进风、外来热源和烟气
助燃空气、二次进风、外来热源和烟气的测定项目及测定方法按照表3的规定进行。
表3 助燃空气、二次进风、外来热源和烟气的测定项目及测定方法
测定项目 测定时间 测点位置 测定方法
助燃
空气
及二
次进
动压/Pa 每隔2h测一次,测三次
进风直管部位( >3D)参
照附录C确定测点数
用精度不低于2.5级的皮托管、微压
计或其他仪器测量
温度/℃ 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点 用精度不低于2.0级的温度计测量
湿度/% 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点
用精度不低于±2%的湿含量测定仪
测量
管道截面积/m2 测试开始时进行 测动压的截面
用精度不低于Ⅱ级的钢卷尺、激光测
距仪或其他仪器测量
外来
热源
动压/Pa 每隔2h测一次,测三次
与外来热源热交换的空
气管道直管部位( >3D)
参照附录C确定测点数
用精度不低于2.5级的皮托管、微压
计或其他仪器测量
温度/℃ 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点 用精度不低于2.0级的温度计测量
湿度/% 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点
用精度不低于±2%的湿含量测定仪
测量
管道截面积/m2 测试开始时进行 测动压的截面
用精度不低于Ⅱ级的钢卷尺、激光测
距仪或其他仪器测量
烟气
动压/Pa 每隔2h测一次,测三次
离塔排烟直管部位( >3D)
参照附录C确定测点数
用精度不低于2.5级的皮托管、微压
计或其他仪器测量
烟气组成/% 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点
用精度不低于±5%的烟气分析仪
测定
温度/℃ 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点 用精度不低于2.0级的温度计测量
湿度/% 每隔2h测一次,测三次 测动压的截面中心点
用精度不低于±2%的湿含量测定仪
测量
管道截面积/m2 测试开始时进行 测动压的截面
用精度不低于Ⅱ级的钢卷尺、激光测
距仪或其他仪器测量
6.3.4 塔体及热风炉、热风管道
塔体及热风炉、热风管道的测定项目及测定方法按照表4的规定进行。
表4 塔体及热风炉、热风管道的测定项目及测定方法
测定项目 测定时间 测点位置 测定方法
塔体及热风炉、热风
管道表面温度/℃或
热流/(W/m2)
每隔2h测一次,测三次
先用测温工具沿塔体及热风
炉、热风管道表面找出外表面
温度变化相近的区域定为一
测区。原则上测区长度不超
过20m,或温差不超过10℃。
各测区选若干测点取平均值
用精度不低于2.0级的温度计测
量,或用精度不低于±1.5%的热
流计测量
表4 塔体及热风炉、热风管道的测定项目及测定方法 (续)
测定项目 测定时间 测点位置 测定方法
塔体及热风炉、热风
管道表面积/m2
测试开始时进行 塔体及热风炉、热风管道表面
用精度不低于Ⅱ级的钢卷尺、激
光测距仪或其他仪器,或按设计
图纸进行计算
周围环境温度/℃ 每隔2h测一次,测三次
在距塔体、热风炉、热风管道
外表面1m处
用精度不低于2.0级的温度计
测量
周围环境风速/(m/s) 每隔2h测一次,测三次
在距塔体、热风炉、热风管道
外表面1m处
用精度不低于±3% FS的高温
风速计或其他仪器测量
6.3.5 测定数据处理
对于三次测定取平均值的数据,每次的数据偏差应小于5%,否则测试结果无效,应重新测定。
7 物料平衡计算方法
7.1 物料平衡图
物料平衡见图2。
图2 物料平衡
标引符号说明:
mjl---每千克绝干粉料的浆料质量;
mfl---每千克绝干粉料的粉料质量;
mh---每千克绝干粉料的水蒸发量。
7.2 每小时绝干粉料质量
每小时绝干粉料质量按公式(1)计算:
mo=m0jl×(1-xjl)=m0fl×(1-xfl) (1)
式中:
mo---每小时出陶瓷喷雾干燥塔的绝干粉料质量,单位为千克每时(kg/h);
m0jl---每小时进入陶瓷喷雾干燥塔的浆料质量,单位为千克每时(kg/h);
xjl---浆料湿基含水量,单位为千克每千克(kg/kg);
m0fl---每小时出陶瓷喷雾干燥塔的粉料质量,单位为千克每时(kg/h);
xfl---粉料湿基含水量,单位为千克每千克(kg/kg)。
7.3 收入物料
进入陶瓷喷雾干燥塔浆料质量按公式(2)计算:
mjl=
m0jl
mo
(2)
式中:
mjl---每千克绝干粉料的浆料质量,单位为千克每千克(kg/kg);
m0jl---每小时进入陶瓷喷雾干燥塔的浆料质量,单位为千克每时(kg/h);
mo---每小时出陶瓷喷雾干燥塔的绝干粉料质量,单位为千克每时(kg/h)。
7.4 支出物料
7.4.1 出陶瓷喷雾干燥塔粉料质量按公式(3)计算:
mfl=
m0fl
mo
(3)
式中:
mfl---每千克绝干粉料的粉料质量,单位为千克每千克(kg/kg);
m0fl---每小时出陶瓷喷雾干燥塔的粉料质量,单位为千克每时(kg/h);
mo---每小时出陶瓷喷雾干燥塔的绝干粉料质量,单位为千克每时(kg/h)。
7.4.2 干燥过程中水蒸发量按公式(4)计算:
mh=mjl-mfl (4)
式中:
mh---每千克绝干粉料的水蒸发量,单位为千克每千克(kg/kg);
mjl---每千克绝干粉料的浆料质量,单位为千克每千克(kg/kg);
mfl---每千克绝干粉料的粉料质量,单位为千克每千克(kg/kg)。
7.5 物料平衡
物料平衡按公式(5)计算:
mjl=mfl+mh (5)
7.6 物料平衡表
将喷雾干燥塔物料平衡各收、支项物料的计算结果列入物料平衡表,见表5。
表5 物料平衡表
序号
收入项 支出项
项目 kg/kg绝干粉料 项目 kg/kg绝干粉料
进入陶瓷喷雾干燥塔浆
料质量mjl
出陶瓷喷雾干燥塔浆料
质量mfl
2 - 干燥过程中水蒸发量mh
8 热平衡计算方法
8.1 热收入
8.1.1 燃料燃烧热
燃料燃烧热按公式(6)进行计算:
Q1=mr×Qnet.ar (6)
式中:
Q1 ---每千克绝干粉料的燃料燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
mr ---每千克绝干粉料的燃料消耗量,单位为千克每千克(kg/kg)或立方米每千克(m3/kg);
Qnet.ar ---燃料的收到基低位发热量,单位为千焦每千克(kJ/kg)或千焦每立方米(kJ/m3)。
8.1.2 燃料显热
燃料显热按公式(7)进行计算:
Q2=mr×cr×tr (7)
当燃料中含水分较高时,改用公式(8)进行计算:
Q2=mr×[cr×(1-Wr)+4.1816×Wr]×tr (8)
式中:
Q2 ---每千克绝干粉料的燃料显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
cr ---燃料的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]或千焦每立方米摄氏度[kJ/
(m3·℃)];
Wr ---燃料的含水率,%;
4.1816 ---水的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];
tr ---燃料入燃烧器温度,单位为摄氏度(℃)。
固体燃料的比热容,参照附录D中表D.1;液体燃料的比热容按实测或按公式(9)计算;气体燃料的
比热容按实测或按公式(10)计算:
cr=1.735+0.0025tr (9)
cr=0.01∑(φi×ci) (10)
式中:
φi---各气体成分在燃料或烟气中的体积分数,%;
ci---各气体成分的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3·℃)],参照表D.2。
8.1.3 浆料显热
浆料显热按公式(11)进行计算:
Q3=(cgl+4.1816×Xjl)×tjl (11)
式中:
Q3 ---每千克绝干粉料的浆料显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
cgl ---绝干粉料的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)],按公式(12)计算;
Xjl ---浆料干基含水量,单位为千克每千克(kg/kg),按公式(13)计算;
tjl ---浆料入塔温度,单位为摄氏度(℃)。
cgl=0.84+2.6×10-4×tjl (12)
Xjl=
xjl
1-xjl
(13)
式中:
xjl---浆料湿基含水量,单位为千克每千克(kg/kg)。
8.1.4 空气显热
空气显热包含助燃空气显热和二次进风显热,空气显热按公式(14)进行计算:
Q4=ma×ca×ta+mz×cz×tz (14)
式中:
Q4---每千克绝干粉料的空气显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
ma---每千克绝干粉料的助燃空气量,单位为千克每千克(kg/kg),按公式(15)计算;
ca ---助燃空气的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)],按公式(16)计算;
ta ---助燃空气温度,单位为摄氏度(℃);
mz---每千克绝干粉料的二次进风量,单位为千克每千克(kg/kg),按公式(15)计算;
cz ---二次进风的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)],按公式(16)计算;
tz ---二次进风的温度,单位为摄氏度(℃)。
ma=Va×ρa/mo (15)
式中:
Va---助燃空气量,单位为立方米每小时(m3/h),Va的测试方法和计算方法参照附录C;
ρa---助燃空气的密度,单位为千克每立方米(kg/m3),参照表D.4查得,或按公式(C.3)计算。
ca=1.01+1.93×Xa (16)
式中:
1.01---干空气在0℃~200℃之间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];
1.93---水蒸气的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];
Xa ---空气的湿含量,单位为千克水汽每千克干空气(kg水汽/kg干空气),按公式(17)计算:
Xa=0.622×
Xa,Ps
P-Ps
(17)
式中:
Xa---空气的相对湿度,%;
Ps ---同温同压下饱和水蒸气分压,单位为千帕(kPa);
P ---当地的大气压强,单位为千帕(kPa)。
8.1.5 余热利用热
窑炉余热等余热利用热按公式(18)进行计算:
Q5=mw×cw×tw (18)
式中:
Q5---每千克绝干粉料的余热利用的热空气量带入显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
mw---每千克绝干粉料的余热利用的热空气量,单位为千克每千克(kg/kg),按公式(14)计算;
cw---热空气的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)],按公式(15)计算;
tw ---余热利用的热空气温度,单位为摄氏度(℃)。
8.1.6 热量总收入
热量总收入按公式(19)进行计算:
∑Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 (19)
式中:
∑Q---每千克绝干粉料的热量总收入,单位为千焦每千克(kJ/kg)。
8.2 热支出
8.2.1 粉料显热
出塔粉料显热按公式(20)进行计算:
Q'1=(cgl+4.1816×Xfl)×tfl (20)
式中:
Q'1 ---每千克绝干粉料的粉料显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
Xfl ---粉料干基含水量,单位为千克每千克(kg/kg),按公式(21)计算;
tfl ---粉料的平均温度,单位为摄氏度(℃)。
Xfl=
xfl
1-xfl
(21)
式中:
xfl---粉料湿基含水量,单位为千克每千克(kg/kg)。
8.2.2 浆料水分蒸发和加热水蒸气耗热
浆料水分蒸发和加热水蒸气耗热按公式(22)进行计算:
Q'2=(Xjl-Xfl)×(2490+1.93×ty) (22)
式中:
Q'2 ---每千克绝干粉料的浆料水分蒸发和加热水蒸气耗热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
2490---在0℃时,1kg水蒸发汽化所需潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
1.93 ---在废气离塔温度范围内水蒸气的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];
ty ---喷雾干燥塔排风温度,单位为摄氏度(℃)。
8.2.3 烟气显热
8.2.3.1 烟气显热
烟气显热按公式(23)进行计算:
Q'3=Q'3g+Q'3s (23)
式中:
Q'3---每千克绝干粉料的烟气显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
Q'3g---每千克绝干粉料的干烟气显热,单位为千焦每千克(kJ/kg);
Q'3s---每千克绝干粉料的烟气中水蒸气显热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。
8.2.3.2 干烟气显热
干烟气显热按......
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