МАЕ РФ
Державний Технологічний Інститут
ТіОСП 080.11.01.00 РР
Викладач
_____________.
«______» _____________.
«_____» _____________.
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
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.
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:
3. 1 .1 Розрахунок реакції 1
Витрата сірчаної кислоти з надлишком
де
де
Витрата CaSO 4
Витрата HF
Непрореагіровавшіх CaF 2
Складаємо таблицю матеріального балансу цієї реакції
Таблиця 2 - Матеріальний баланс
3 .1.2 Розрахунок реакції 2
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 3 - Матеріальний баланс
3. 1 .3 Розрахунок реакції 3
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 4 - Матеріальний баланс реакції
3.1.4 Розрахунок реакції 4
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 5 - Матеріальний баланс реакції
3.1.5 Розрахунок реакції 5
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 6 - Матеріальний баланс реакції
3.1.6 Розрахунок реакції 6
Складаємо таблицю матеріального балансу
Таблиця 7 - Матеріальний баланс реакції
3.1.7 Матеріальний баланс усього процесу
3.2 Тепловий розрахунок
Прихід:
Витрата:
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
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.
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.
Державний Технологічний Інститут
Кафедра МАХВ
РОЗРАХУНОК БАРАБАН
ОБЕРТАЄТЬСЯ ПЕЧІТіОСП 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 дані1 Склад плавикового шпату,%1.1 ФФ1.2 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 |
1)
2)
3)
4)
5)
6)
3 Розрахунки
3.1 Матеріальний баланс процесу розкладання
Враховуючи склад плавикового шпату, визначимо витрата кожного хімічної сполуки:
3. 1 .1 Розрахунок реакції 1
Витрата сірчаної кислоти з надлишком
де
де
Витрата CaSO 4
Витрата HF
Непрореагіровавшіх CaF 2
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
Матеріальний баланс усього процесу представлений в таблиці 8
Таблиця 8 - Матеріальний баланс усього процесуПрихід | 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 |
Рівняння теплового балансу
Прихід:
Витрата:
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 |
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.