Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МАЭ РФ
Государственный Технологический Институт
Кафедра МАХП РАСЧЕТ БАРАБАННОЙВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
ТиОСП 080.11.01.00 РР
Преподаватель
_____________.
«______» _____________.
Студент группы_____________
«_____» _____________.
Содержание
Введение........................................................................................................... 3
1 Цель расчета.............................................................................................. 4
2 Данные для расчета................................................................................... 4
3 Расчеты...................................................................................................... 5
3.1 Материальный баланс процесса разложения.......................................... 5
3.2 Тепловой баланс процесса разложения................................................... 9
3.3 Конструктивный расчет ......................................................................... 10
3.4 Определение мощности .......................................................................... 11
Заключение.................................................................................................... 12
Литература.................................................................................................... 13
Приложение А – Эскиз барабанной вращающейся печи…………………….14
Введение
Фтороводород занимает большое значение в химической промышленности. Его используют как для получения фтора, фторидов различных металлов, искусственного криолита, так и для получения фторорганических соединений. Важную роль занимает фтороводород в атомной промышленности.
В промышленных условиях фтороводород получают методом сернокислотного реагирования с флюоритом в барабанных вращающихся печах с электрическим обогревом или обогревом топочными газами.
Данная работа посвящена расчету барабанной вращающейся печи.
1 Цель расчета
Целью данного расчета является закрепление теоретических навыков по курсу “Технология и оборудование специальных производств” и применение их к конкретному материальному, тепловому балансу и определение конструктивных размеров печи.
2 Исходные данныеИсходные данные представлены в таблице 1
Таблица 1 – Исходные данные
1 Состав плавикового шпата, %1.1 ФФ
1.2 CaF2
1.3 SiO2
1.4 CaCO3
1.5 CaS
1.6 Ca3 (PO4)2
95Б
95,0
2,5
1,9
0,4
0,2
2 Состав серной кислоты, %
2.1 H2SO4
2.2 HF
2.3 H2O
93
6,5
0,5
3 Избыток серной кислоты, % 54 Температура серной кислоты, 0С
805 Температура процесса, 0С
250 6 Время процесса, час 47 Степень разложения CaF2, %
98,6 8 Производительность по плавикому шпату, т/час 1Реакции протекающие в процессе
1)
2)
3)
4)
5)
6)
3 Расчеты
3.1 Материальный баланс процесса разложения
Учитывая состав плавикового шпата, определим расход каждого химического соединения:
кг/ч; кг/ч; кг/ч; кг/ч; кг/ч.
3.1.1 Расчет реакции 1
Расход серной кислоты с избытком
где - коэффициент избытка серной кислоты,
кг/ч.
где - степень разложения CaF2.
кг/ч,
Расход CaSO4
кг/ч,
Расход HF
кг/ч,
Непрореагировавший CaF2
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса этой реакции
Таблица 2 – Материальный баланс
Приход кг/ч Расход кг/ч1 CaF2
2 H2SO4(изб)
950
1253,27
1 CaF2(ост)
2 CaSO4
3 HF
4 H2SO4(ост)
13,3
1633,22
480,35
76,39
Итого 2203,27 Итого 2203,263.1.2 Расчет реакции 2
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 3 – Материальный баланс
Приход кг/ч Расход кг/ч1 SiO2
2 HF
25
33,3
1 SiF4
2 H2O
43,3
15
Итого 58,3 Итого 58,3
3.1.3 Расчет реакции 3
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 4 – Материальный баланс реакции
Приход кг/ч Расход кг/ч1 CaCO3
2 H2SO4(изб)
19
19,551
1 CaSO4
2 H2O
3 CO2
4 H2SO4(ост)
25,84
3,42
8,36
0,931
Итого 38,551 Итого 39,551
3.1.4 Расчет реакции 4
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 5 – Материальный баланс реакции
Приход кг/ч Расход кг/ч1 CaS
2 H2SO4(изб)
4
5,708
1 CaSO4
2 H2S
3 H2SO4(ост)
7,55
1,88
0,272
Итого 9,708 Итого 9,708
3.1.5 Расчет реакции 5
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 6 – Материальный баланс реакции
Приход кг/ч Расход кг/ч1 H2S
2 H2SO4(изб)
1,88
5,69
1 S
2 SO2
3 H2O
4 H2SO4(ост)
1,77
3,54
1,99
0,27
Итого 7,57 Итого 7,57
3.1.6 Расчет реакции 6
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 7 – Материальный баланс реакции
Приход кг/ч Расход кг/ч1 Ca3(PO4)2
2 H2SO4(изб)
2
2,08
1 CaSO4
2 H3PO4
3 H2SO4(ост)
2,63
1,26
0,19
Итого 4,08 Итого 4,08
3.1.7 Материальный баланс всего процесса
Материальный баланс всего процесса представлен в таблице 8Таблица 8 – Материальный баланс всего процесса
Приход Расход Статьи прихода кг/ч Статьи расхода кг/ч1CaF2
2 SiO2
3 CaCO3
4 CaS
5 Ca3(PO4)2
6 H2SO4
7 HF
950
25
19
4
2
1286,299
33,3
1 HF
2 SiF4
3 H2O
4 CO2
5 SO2
6 S
7 CaSO4
8 CaF2
9 H3PO4
10 H2SO4(ост)
480,35
43,3
20,41
8,36
3,54
1,77
1669,24
13,3
1,26
78,053
Итого 2319,599 Итого 2319,5833.2 Тепловой расчет
Уравнение теплового баланса
;
;
Приход:
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Расход:
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
QФФ =16233600+370650+311030+52654+29884=16997818 Дж/ч,
QРСК =144456635,2+3884112=148340747,2 Дж/ч,
Qреакц.газа = 175087575 + 7637037 + 21374372,5 + 1763751 + 312537,75 +
+ 551355 = 206726628,3 Дж/ч,
Qотв.гипс = 305804768+2857505+341050,5+27392700,35 =336396023,9 Дж/ч.
Тепловой эффект реакции определяется по формуле:
DHреакц. = DHCaSO4 + 2DHHF - DHCaF2 - DHH2SO4;
DHреакц. = -1424 - 2×268,61 + 1214 + 811,3 = 64,08 кДж/моль.
Определим тепло реакции:
Qреакции = (950×64,08)/78 =780,46 кДж/ч,
,
Qпотерь = 0,1×420627274,4=42062727,44 Дж/ч.
Полученные результаты сведены в таблицу8.
Таблица 8 – Тепловой баланс процесса разложения
Приход Расход Статьи прихода Дж/ч Статьи расхода Дж/ч1. Qфф
2. Qрск
3. Qэл.нагр.
16997818
148340747,2
420627274,4
1. Qреак.газ
2. Qотв.гипс
3. Qреакции
4. Qпотерь
206726628,3 336396023,9
780460
42062727,44
Итого 585965839,6 Итого 282965840,13.3 Конструктивный расчёт
Конструктивный расчёт производим при помощи двух методов.
3.3.1 Определение геометрических размеров при помощи эмпирических формул
Определим суточную производительность:
Диаметр барабана:
Длина барабана:
3.3.2 Определение геометрических размеров при помощи отношения L/D
Задаёмся L/D=10, L=10D.
Диаметр барабана определим по формуле:
где t - время процесса разложения, 4часа;
rМ – плотность материала, 2431кг/м3;
j - коэффициент заполнения аппарата, 0,2.
ТогдаL=10×1,34=13,4м.
Принимаем D=1,4м и L=14м.
3.4 Определение мощности
Определим число оборотов барабана:
Принимаем n=0,1 об/с.
Мощность для вращения барабана:
N = 0,0013×D3×L×rCP×n×j;
N = 0,0013×1,43×14×2431×0,1×0,2 = 2,43кВт.
Заключение
В результате проделанной работы были составлены материальный и тепловой балансы процесса разложения плавикового шпата, а также определено необходимое количество тепла на нагрев материала. Определены геометрические размеры барабанной вращающейся печи, а так же мощность, затрачиваемая на вращение барабана и число оборотов барабана.
Литература
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1969.