Файл: Теоретический анализ исследуемого процесса.rtf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 239

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ научной и патентной литературы с целью обоснования темы исследования. Обоснование общей цели исследования и конкретных задач

2. Теоретический анализ исследуемого процесса

.1 Термодинамический анализ

.2 Кинетический анализ

3. Экспериментальная часть

.1 Характеристика исходных материалов

3.2 Выбор метода эксперимента и анализа. Описание техники эксперимента

3.3 Выбор параметров исследования

4. Результаты эксперимента, их обсуждение и теоретическая обработка

600 4,2 10 25 1500 10,2 10 10,5 630 4,4 10 25,5 1530 10,4 10 11 660 4,6 10 26 1560 10,6 10 11,5 690 4,8 10 26,5 1590 10,8 10 12 720 5 10 27 1620 11 10 12,5 750 5,2 10 27,5 1650 11,2 10 Продолжение таблицы 4.2. 1 2 3 4 5 6 7 8 13 780 5,4 10 28 1680 11,4 10 13,5 810 5,6 10 28,5 1710 11,6 10 14 840 5,8 10 29 1740 11,8 10 14,5 870 6 10 29,5 1770 12 10 Таблица 4.3.Экспериментальные данные, используя в качестве осадителя раствор соды с концентрацией 4,4%, при Т=400С и различном соотношении МgCl2:Na2CO3 время, мин время, сек интервал добавления соды, мл светопогла-щение. (сила тока) время, мин время, сек интервал добавления соды, мл светопогла-щение. (сила тока) 1 2 3 4 5 6 7 8 МgCl2:Na2CO3=1:1; рН=8,9; хмg=0 0 0 0,2 84 10 600 4,2 18 0,5 30 0,4 65 10,5 630 4,4 18 1 60 0,6 50 11 660 4,6 18 1,5 90 0,8 36 11,5 690 4,8 18 2 120 1 28 12 720 5 18 2,5 150 1,2 26 12,5 750 5,2 18 3 180 1,4 21 13 780 5,4 18 3,5 210 1,6 20 13,5 810 5,6 18 4 240 1,8 19 14 840 5,8 18 4,5 270 2 18 14,5 870 6 18 5 300 2,2 18 15 900 6,2 18 5,5 330 2,4 18 15,5 930 6,4 18 6 360 2,6 18 16 960 6,6 18 6,5 390 2,8 18 16,5 990 6,8 18 1 2 3 4 5 6 7 8 7 420 3 18 17 1020 7 18 7,5 450 3,2 18 17,5 1050 7,2 18 8 480 3,4 18 18 1080 7,4 18 8,5 510 3,6 18 18,5 1110 7,6 18 9 540 3,8 18 19 1140 7,8 18 9,5 570 4 18 19,5 1170 8 18 МgCl2:Na2CO3=1:1,25; рН=9,16; хмg=0 0 0 0,2 68 12,5 750 5,2 8 0,5 30 0,4 64 13 780 5,4 8 1 60 0,6 25 13,5 810 5,6 8 1,5 90 0,8 23 14 840 5,8 8 2 120 1 13 14,5 870 6 8 2,5 150 1,2 12 15 900 6,2 8 3 180 1,4 11 15,5 930 6,4 8 3,5 210 1,6 10 16 960 6,6 8 4 240 1,8 9 16,5 990 6,8 8 4,5 270 2 8 17 1020 7 8 5 300 2,2 8 17,5 1050 7,2 8 5,5 330 2,4 8 18 1080 7,4 8 6 360 2,6 8 18,5 1110 7,6 8 6,5 390 2,8 8 19 1140 7,8 8 7 420 3 8 19,5 1170 8 8 7,5 450 3,2 8 20 1200 8,2 8 8 480 3,4 8 20,5 1230 8,4 8 8,5 510 3,6 8 21 1260 8,6 8 9 540 3,8 8 21,5 1290 8,8 8 9,5 570 4 8 22 1320 9 8 1 2 3 4 5 6 7 8 10 600 4,2 8 22,5 1350 9,2 8 10,5 630 4,4 8 23 1380 9,4 8 11 660 4,6 8 23,5 1410 9,6 8 11,5 690 4,8 8 24 1440 9,8 8 12 720 5 8 24,5 1470 10 8 МgCl2:Na2CO3=1:1,5; рН=9,4; хмg=0 0 0 0,2 70 15 900 6,2 9 0,5 30 0,4 69 15,5 930 6,4 9 1 60 0,6 30 16 960 6,6 9 1,5 90 0,8 26 16,5 990 6,8 9 2 120 1 16 17 1020 7 9 2,5 150 1,2 15 17,5 1050 7,2 9 3 180 1,4 14 18 1080 7,4 9 3,5 210 1,6 12 18,5 1110 7,6 9 4 240 1,8 10 19 1140 7,8 9 4,5 270 2 9 19,5 1170 8 9 5 300 2,2 9 20 1200 8,2 9 5,5 330 2,4 9 20,5 1230 8,4 9 6 360 2,6 9 21 1260 8,6 9 6,5 390 2,8 9 21,5 1290 8,8 9 7 420 3 9 22 1320 9 9 7,5 450 3,2 9 22,5 1350 9,2 9 8 480 3,4 9 23 1380 9,4 9 8,5 510 3,6 9 23,5 1410 9,6 9 9 540 3,8 9 24 1440 9,8 9 9,5 570 4 9 24,5 1470 10 9 10 600 4,2 9 25 1500 10,2 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10,5 630 4,4 9 25,5 1530 10,4 9 11 660 4,6 9 26 1560 10,6 9 11,5 690 4,8 9 26,5 1590 10,8 9 12 720 5 9 27 1620 11 9 12,5 750 5,2 9 27,5 1650 11,2 9 13 780 5,4 9 28 1680 11,4 9 13,5 810 5,6 9 28,5 1710 11,6 9 14 840 5,8 9 29 1740 11,8 9 14,5 870 6 9 29,5 1770 12 9 Данные по величине рН раствора и степени осаждения, приведенные в таблице 4.4, свидетельствуют о том, что с увеличением соотношения осадителя к щелоку увеличивается рН и постепенно снижается содержание MgCl2 в щелоке. Таким образом, при соотношении осадитель - щелок = 1:1 - ион магния (хлорид магния) отсутствует, что указывает о полном осаждении хлорида магния в виде нерастворимого осадка при любой температуре.Таблица 4.4.Данные по величине рН раствора и степени осаждения. Температура, 0С Соотношение MgCl2 : Na2CO3. рН Количество MgCl2, % Степень осаждения, % 22 1:0,4 7,810 0,512 38,9 1:0,6 7,920 0,506 39,6 1:0,8 8,519 0,425 49,3 1:1 8,670 0 100 1:1,25 9,300 0 100 1:1,5 9,610 0 100 30 1:1 8,2 0 100 1:1,25 9,1 0 100 1:1,5 9,32 0 100 40 1:1 8,9 0 100 1:1,25 9,16 0 100 1:1,5 9,4 0 100 Состав получаемого осадка проверили на содержание в нем соответствующих ионов. С этой целью воспользовались следующие методы:. Химический анализ, в соответствии, с которым навеску влажного осадка (1г) взвешивали с точностью до 0,00001г, растворяли в азотной кислоте в соотношении Т:Ж =1:1, помещали в колбу на 250 мл, доводили водой до метки и перемешивали. 10 мл приготовленного раствора пипеткой помещали в коническую колбу для титрования, прибавляли 10 мл буферного раствора, и 7-8 капель индикатора эриохром. Полученный раствор титровали трилоном Б от винно-красной окраски до сине-сиреневой и определяли объем израсходованного трилона Б. После этого отбирали пипеткой еще 10 мл этого же раствора и помещали в коническую колбу для определения ионов кальция, прибавляли 20 мл 10%-ой КОН,

6. Технологическая часть

.1 Расчет материального баланса

.2 Синтез технологической схемы с экономической оценкой предлагаемой технологии

.2 Контрольно-измерительные приборы и аппараты

7. Экономическая часть

Заключение

Библиографическое описание используемых литературных источников



6. Технологическая часть



.1 Расчет материального баланса



Для расчета материального баланса известно:

Используется 98% кальцинированная сода.

Расчет стадии осаждения ведем на 1000 кг оборотного щелока, в котором содержится:

,5 кг КСl; 182 кг NaCl; 1,74 кг CaSO4;

,38 кг MgCl2; 706,38 кг Н2О.

В реакторе протекает следующая реакция (6.1.1.):
(6.1.1.)

щелок + сода→ карбонат магния + хлорид натрия
Молекулярные массы веществ указаны в таблице 6.1.1.:
Таблица 6.1.1.

Молекулярные массы веществ.

Вещество
Молекулярная масса, г/моль



95,3



106



84



58,5


Расчет материального баланса на 1 тонну оборотного щелока, в котором количество MgCl2 составляет 8,38 кг;

. Определяем по реакции, сколько потребуется кальцинированной соды для проведения процесса осаждения.


С учетом того, что кальцинированная сода 98%, то ее потребуется:



. Определяем количество примесей:

. Определяем по реакции, сколько образуется карбоната магния из 8,38 кг хлорида магния:

4. Определяем по реакции, сколько образуется хлорида натрия из 8,38 кг хлорида магния:


Полученные данные сводим в таблицу 6.1.2.

Таблица 6.1.2.

Материальный баланс стадии осаждения из суспензии хлорида калия содой. (на 1 тонну оборотного щелока)

ПРИХОД
РАСХОД

поток
масса, кг
%,масс.
поток
масса, кг
%,масс.

1. Оборотный щелок: КСl NaCl CaSO4 MgCl2 Н2О 2.Сода
101,5 182 1,74 8,38 706,38
10,15 18,2 0,174 0,838 70,638
1. MgCO3 2. NaCl 3. КСl 4. CaSO4 5. Н2О 6. примеси
7,39 10,29+182 101,5 1,74 706,38 0,2
0,732 19,05 10,05 0,172 69,97 0,02




1000 9,5
100 100





















1009,5
100




9,5
100









ИТОГО:
1009,5
100
ИТОГО:
1009,5
100


Расчет расходного коэффициента:

по соде: на 1 тонну оборотного щелока.



.2 Синтез технологической схемы с экономической оценкой предлагаемой технологии



На действующем производстве для хлорида калия из руды используют оборотный щелок насыщенный по солям хлоридов натрия и калия, а также частично хлорида магния. Ранее было исследовано, что присутствие MgCl2 ухудшает флотируемость хлорида калия из сильвинита, поэтому его целесообразно удалить из оборотного щелока. /6/

Со стадии флотации пенный продукт, поступает на частичное обезвоживание в соотношении фаз Т:Ж=1:1. Далее процесс описывается следующими основными стадиями:

· Центрифугирование

· Сушка КCl топочными газами

· Очистка отходящих газов от пыли и их нейтрализация

· Охлаждение КCl воздухом

· Гранулирование

Присутствие MgCl2 в оборотном щелоке отрицательно влияет на процесс извлечения хлорида калия из руды. Таким образом, в предлагаемой в технологической схеме MgCl2 выделяется путем осаждения различными химическими реагентами.

В связи с этим, в технологическую схему вносят следующие изменения: на стадию предварительного обезвоживания в суспензию вводят осадитель. В качестве осадителя могут быть использованы Na2CO3, Сa(OH)2, СаО. На выбор реагента влияют следующие факторы: стоимость, доступность, технологичность использования, экономическая целесообразность. Подготовка соответствующих реагентов проводится предварительным смешением твердой фазы с водой до необходимой концентрации (концентрация насыщенного раствора соды составляет 22%, растворимость на 100 мл воды - 28,2г) в аппарате (10). Подача твердой кальцинированной соды в растворитель (10) осуществляется из бункера (9) с помощью дозатора (11). Полученный раствор соды с заданным расходом поступает в реактор - осадитель (1) для выделения ионов магния.


Полученная суспензия направляется на центрифугирование для полного отделения хлорида калия от маточного раствора в аппарат (2). Маточный раствор возвращается в процесс. Фугат - хлористый калий поступает на стадию сушки в печь кипящего слоя (3). В качестве теплоносителя используют смесь топочных газов с воздухом. Количество воздуха определяется условиями поддержания кипящего слоя.

Печь КС снабжена прямоугольной беспровальной решеткой. Горячая газовоздушная смесь поступает в подрешетную камеру печи, проходит через решетку, приводя продукт в псевдоожиженное состояние и отдает ему тепло.

Отработанный газ поступает на стадию сухой очистки в циклон (4), и далее на мокрую (нейтрализацию).

Высушенный продукт из печи кипящего слоя (3) направляется в аэроохладитель (5). Воздух в подрешетный короб аэроохладителя подается вентилятором. Пыль, уловленная в циклоне объединяется с потоком нагретой соли и поступает на стадию гранулирования.

Смесь исходной соли подается к валковому прессу (8) фирмы «Kцppern». Перед валковыми прессами устанавливается шнековый смеситель (7) для смешения исходного хлористого калия с упрочняющей добавкой, полученной на стадии осаждения и связующего материала из емкости (6), в качестве которого используется метасиликат натрия. Количество подаваемого реагента регулируется клапаном. При отсутствии метасиликата натрия, в качестве связующего материала можно использовать насыщенный раствор хлорида калия или оборотный щелок (эти данные получены в процессе проведения экспериментов). Полученный материал ссыпается в зазор между валками валковых прессов.

Валки имеют рабочую ширину 1000 мм, диаметр 1000 мм, состоят из корпуса валка с опорными шейками и бандажами с ячеистой поверхностью. Вращаясь навстречу друг другу, валки захватывают поступающий сверху материал, втягивают его в зону прессования и уплотняют.

Равномерность прессовочного давления обеспечивается с помощью опорной гидросистемы. Максимальная интенсивность распределенной нагрузки приходящейся на 1 см рабочей ширины валка составляет 57 кН/см. Номинальное рабочее давление в гидравлической системе поджима валков (18,0-23,1) МПа. Рабочее давление создается за счет увеличения оборотов подпрессовщиков (70 об/мин).

Смотрите также файлы