Материальный баланс всего процесса

3.1.7 Материальный баланс всего процесса

Материальный баланс всего процесса представлен в таблице 8

Таблица 8 – Материальный баланс всего процесса

Приход		Расход
Статьи прихода	кг/ч	Статьи расхода	кг/ч
1CaF2  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	2319,583

3.2 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,

Q_ФФ =16233600+370650+311030+52654+29884=16997818 Дж/ч,

Q_РСК =144456635,2+3884112=148340747,2 Дж/ч,

Q_{реакц.газа} = 175087575 + 7637037 + 21374372,5 + 1763751 + 312537,75 +

+ 551355 = 206726628,3 Дж/ч,

Q_{отв.гипс} = 305804768+2857505+341050,5+27392700,35 =336396023,9 Дж/ч.

Тепловой эффект реакции определяется по формуле:

DH_реакц. = DHCaSO₄ + 2DH_HF - DHCaF₂ - DHH₂SO₄;

DH_реакц. = -1424 - 2×268,61 + 1214 + 811,3 = 64,08 кДж/моль.

Определим тепло реакции:

Q_{реакции} = (950×64,08)/78 =780,46 кДж/ч,

,

Q_потерь = 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/ч
1.  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	282965840,1

 3.3 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;

r_М – плотность материала, 2431кг/м³;

j - коэффициент заполнения аппарата, 0,2.

Тогда

L=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×r_CP×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.