[
Розрахунок барабанної обертової печі
]
МАЕ РФ
Державний Технологічний Інститут
Кафедра МАХВ
РОЗРАХУНОК БАРАБАН
ОБЕРТАЄТЬСЯ ПЕЧІ
ТіОСП 080.11.01.00 РР
Викладач
_____________
.
«______» _____________.
Студент
групи
_____________
«_____» _____________.
Зміст
Введення ................................................. .................................................. ........ 3
1 Мета
розрахунку
............................................... ............................................... 4
2 Дані для розрахунку .............................................. ..................................... 4
3 Розрахунки ................................................ .................................................. .... 5
3.1
Матеріальний
баланс
процесу
розкладання .......................................... 5
3.2 Тепловий баланс процесу розкладання ............................................. ...... 9
3.3 Конструктивний
розрахунок
............................................... .......................... 10
3.4 Визначення потужності ............................................... ........................... 11
Висновок ................................................. .................................................. . 12
Література ................................................. .................................................. . 13
Додаток А - Ескіз барабанної обертової печі ... ... ... ... ... ... ... ... .14
Введення
Фтороводород займає велике значення в хімічній промисловості. Його використовують як для отримання фтору, фторидів різних металів, штучного кріоліту, так і для отримання фторорганічних сполук. Важливу роль займає фтороводород в атомній промисловості.
У промислових умовах фтороводород отримують методом сірчанокислотного реагування з флюоритом в барабанних обертових печах з електричним обігрівом або обігрівом топковим газами.
Дана
робота
присвячена розрахунку барабанної обертової печі.
1 Мета розрахунку
Метою даного розрахунку є закріплення теоретичних навичок з курсу "Технологія і обладнання спеціальних виробництв" та застосування їх до конкретного матеріального,
тепловому
балансу і визначення конструктивних розмірів печі.
2 Вихідні дані
Вихідні дані представлені в
таблиці
1
Таблиця
1 - Вихідні дані
1
Склад
плавикового шпату,%
1.1 ФФ
1.2 CaF
2
1.3 SiO
2
1.4 CaCO
3
1.5 CaS
1.6 Ca
3
(PO
4) 2
95Б
95,0
2,5
1,9
0,4
0,2
2
Склад
сірчаної кислоти,%
2.1 H
2
SO
4
2.2 HF
2.3 H
2
O
93
6,5
0,5
3 Надлишок сірчаної кислоти,%
5
4 Температура сірчаної кислоти,
0
С
80
5 Температура процесу,
0
С
250
6 Час процесу, годину
4
7 Ступінь розкладання CaF
2,%
98,6
8
Продуктивність
по плавикого шпатом, т / год
1
Реакції протікають в процесі
1)
2)
3)
4)
5)
6)
3 Розрахунки
3.1
Матеріальний
баланс процесу розкладання
Враховуючи склад плавикового шпату, визначимо витрата кожного хімічної сполуки:
кг / год;
кг / год;
кг / год;
кг / год;
кг / ч.
3. 1 .1 Розрахунок реакції 1
Витрата
сірчаної кислоти з надлишком
де
- Коефіцієнт надлишку сірчаної кислоти,
кг / ч.
де
- Ступінь
розкладу
CaF
2.
кг / год,
Витрата CaSO
4
кг / год,
Витрата HF
кг / год,
Непрореагіровавшіх CaF
2
кг / ч.
Складаємо таблицю матеріального балансу цієї реакції
Таблиця 2 - Матеріальний баланс
Прихід
кг / год
Витрата
кг / год
1 CaF
2
2 H
2
SO
4 (хат)
950
1253,27
1 CaF
2 (ост)
2 CaSO
4
3 HF
4 H
2
SO
4 (ост)
13,3
1633,22
480,35
76,39
Разом
2203,27
Разом
2203,26
3 .1.2
Розрахунок реакції 2
кг / год,
кг / год,
кг / ч.
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 3 - Матеріальний баланс
Прихід
кг / год
Витрата
кг / год
1 SiO
2
2 HF
25
33,3
1 SiF
4
2 H
2
O
43,3
15
Разом
58,3
Разом
58,3
3. 1 .3
Розрахунок реакції 3
кг / год,
кг / год,
кг / год,
кг / год,
кг / ч.
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 4 - Матеріальний баланс реакції
Прихід
кг / год
Витрата
кг / год
1 CaCO
3
2 H
2
SO
4 (хат)
19
19,551
1 CaSO
4
2 H
2
O
3 CO
2
4 H
2
SO
4 (ост)
25,84
3,42
8,36
0,931
Разом
38,551
Разом
39,551
3.1.4 Розрахунок реакції 4
кг / год,
кг / год,
кг / год,
кг / ч.
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 5 - Матеріальний баланс реакції
Прихід
кг / год
Витрата
кг / год
1 CaS
2 H
2
SO
4 (хат)
4
5,708
1 CaSO
4
2 H
2
S
3 H
2
SO
4 (ост)
7,55
1,88
0,272
Разом
9,708
Разом
9,708
3.1.5 Розрахунок реакції 5
кг / год,
кг / год,
кг / год,
кг / год,
кг / ч.
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 6 - Матеріальний баланс реакції
Прихід
кг / год
Витрата
кг / год
1 H
2
S
2 H
2
SO
4 (хат)
1,88
5,69
1 S
2 SO
2
3 H
2
O
4 H
2
SO
4 (ост)
1,77
3,54
1,99
0,27
Разом
7,57
Разом
7,57
3.1.6 Розрахунок реакції 6
кг / год,
кг / год,
кг / год,
кг / ч.
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 7 - Матеріальний баланс реакції
Прихід
кг / год
Витрата
кг / год
1 Ca
3
(PO
4) 2
2 H
2
SO
4 (хат)
2
2,08
1 CaSO
4
2 H
3
PO
4
3 H
2
SO
4 (ост)
2,63
1,26
0,19
Разом
4,08
Разом
4,08
3.1.7 Матеріальний баланс усього процесу
Матеріальний
баланс усього процесу представлений в таблиці 8
Таблиця 8 - Матеріальний баланс усього процесу
Прихід
Витрата
Статті приходу
кг / год
Статті витрат
кг / год
1CaF
2
2 SiO
2
3 CaCO
3
4 CaS
5 Ca
3
(PO
4) 2
6 H
2
SO
4
7 HF
950
25
19
4
2
1286,299
33,3
1 HF
2 SiF
4
3 H
2
O
4 CO
2
5 SO
2
6 S
7 CaSO
4
8 CaF
2
9 H
3
PO
4
10 H
2
SO
4 (ост)
480,35
43,3
20,41
8,36
3,54
1,77
1669,24
13,3
1,26
78,053
Разом
2319,599
Разом
2319,583
3.2 Тепловий розрахунок
Рівняння
теплового
балансу
;
;
Прихід:
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Витрата:
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Дж / год,
Q
ФФ
=
16233600 +370650 +311030 +52654 +29884 = 16997818 Дж / год,
Q
РСК
= 144456635,2
+3884112 = 148340747,2 Дж / год,
Q
реакц.газа
=
175087575 + 7637037 + 21374372,5 + 1763751 + 312537,75 +
+ 551 355 = 206726628,3 Дж / год,
Q
отв.гіпс
=
305804768 +2857505 +341050,5 +27392700,35 = 336396023,9 Дж / ч.
Тепловий
ефект реакції визначається за формулою:
D H
реакц.
= D HCaSO
4
+ 2 D H
HF
- D HCaF
2
- D HH
2
SO
4;
D H
реакц.
=
-1424 - 2
× 268,61 + 1214 + 811,3 = 64,08
кДж / моль.
Визначимо тепло реакції:
Q
реакції
=
(950 × 64,08) / 78 = 780,46 кДж / год,
,
Q
втрат
=
0,1 × 420627274,4 = 42062727,44 Дж / ч.
Отримані результати зведені в табліцу8.
Таблиця 8 - Тепловий баланс процесу розкладання
Прихід
Витрата
Статті приходу
Дж / год
Статті витрат
Дж / год
1. Q
ФФ
2. Q
РСК
3.
Q
ел.нагр.
16997818
148340747,2
420627274,4
1. Q
реак.газ
2. Q
отв.гіпс
3. Q
реакції
4.
Q
втрат
206726628,3 336396023,9
780460
42062727,44
Разом
585965839,6
Разом
282965840,1
3.3 Конструктивний розрахунок
Конструктивний розрахунок виробляємо за допомогою двох методів.
3.3.1 Визначення
геометричних
розмірів за допомогою емпіричних формул
Визначимо добову продуктивність:
Діаметр барабана:
Довжина барабана:
3.3.2 Визначення геометричних розмірів за допомогою відносини L / D
Задаємося
L / D = 10, L = 10 D.
Діаметр барабана визначимо за формулою:
де
t
- час процесу розкладання,
4години;
r
М
-
щільність
матеріалу,
2431кг / м
3;
j
- коефіцієнт заповнення апарату,
0,2.
Тоді
L = 10 × 1,34 = 13,4 м.
Приймаються D = 1,4 м і L = 14м.
3.4 Визначення потужності
Визначимо число оборотів барабана:
Приймаються n = 0,1 об / с.
Потужність для обертання барабана:
N = 0,0013 × D
3
× L × r
CP
× n × j;
N = 0,0013 × 1,4
3
× 14 × 2431 × 0,1 × 0,2 = 2,43 кВт.
Висновок
У результаті проведеної
роботи
були складені матеріальний і тепловий баланси процесу розкладання плавикового шпату, а також визначено необхідну кількість тепла на нагрівання матеріалу. Визначено
геометричні
розміри барабанної обертової печі, а так само потужність, що витрачається на обертання барабана і кількість обертів барабана.
Література
Павлов К.Ф., Романків П.Г., Носков А.А. Приклади і задачі за курсом
процесів
і апаратів хімічної технології. - Л.:
Хімія
, 1969.
Будь ласка, не зберігайте тестовий текст.
Ваш ip: 18.218.127.141 буде збережений.
категорії
за типом
за алфавітом
завантажені
© Усі права захищені
написати до нас