Практические работы по дисциплине "Теоретические основы химической технологии"

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Составление материального баланса необратимого ХТП

Цель работы. Ознакомиться с принципами составления материальных балансов и материальных расчетов необратимых химико-технологических процессов. Составить материальный баланс печи для сжигания серы (производительность печи – по вариантам).

Материальный баланс может быть представлен уравнением, левую часть которых составляет масса всех видов сырья и материалов, поступающих на переработку, а правую – масса получаемых продуктов плюс производственные потери.

Пример расчета: Составить материальный баланс печи для сжигания серы производительностью 60т/сут. Степень окисления серы 0,95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха ά=1,5. Расчет вести на производительность печи по сжигаемой сере в кг/ч

Решение

Процесс горения серы: S+O2 = SO2

Производительность печи: 60000/24=2500кг/ч

Масса серы:

окисленной до SO2 2500* 0, 95=2375 кг

неокисленной 2500- 2375= 125 кг

Израсходовано кислорода:

на окисление 2375*22,4/32=1663м³

с учетом ά 1663* 1,5=2495 м³ или 2495*32/22,4=3560кг

Поступило с кислородом азота:

2495* 79/21=9380 м³ или 9380 * 28/22,4=11700кг

Образовалось SO2 по реакции:

2375*64/32=4750 или 4750* 22,4/64=1663 м³

Осталось неизрасходованного кислорода:

1663* 0,5= 831,5 м³ или 831* 32/22,4=1185

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПЕЧИ (1 час)

ЗАДАНИЕ

Сделать вывод по полученному результату.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Тема: Технология подготовки сырья к переработке

Цель работы: Ознакомиться с методами обогащения рудного сырья. Рассчитать выход концентрата, степень извлечения и степень концентрации при обогащении руды.

Ход работы

1.1 Начертить принципиальную схему флотационной машины.

1.2 Рассчитать выход концентрата, степень извлечения, степень концентрации элемента.

Материал для повторения

Выход концентрата – это процентное отношение количества извлекаемого компонента в концентрате к его количеству в руде.

Степень извлечения – процентное отношение количества извлекаемого элемента в концентрате к его количеству в руде

Степень концентрации – отношение содержания элемента в концентрате к его содержанию в руде.

Пример. При обогащении 6 т руды, содержащей 2% цинка, получено 350 кг концентрата, содержащего 25% цинка. Определить выход концентрата, степень извлечения цинка и степень концентрации. Какое количество руды будет переработано за год (360 дней) и будет извлечено чистого продукта ?

Решение

1). Выход концентрата: (350*100%)/6000=5,8%

2). Степень концентрации цинка: 25:2=12,5 раз

3).Степень извлечения

Рассчитаем содержание цинка в 6000кг руды:

(2*6000)/100=120 кг

Рассчитаем содержание цинка в концентрате:

(350*25)/100=87,5кг

Тогда (87,5*100%)/120=72,9% - степень извлечения

ЗАДАНИЕ

Сделать вывод о проделанной работе(по цели)

Контрольные вопросы:

1Перечислить способы обогащения сырья.

2.Что такое флотация?

3. Принцип работы флотационной машины

4. Что такое выход продукта, степень извлечения, степень концентрации?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Тема: Расчет теплового баланса контактного аппарата

Цель работы: Ознакомиться с устройством и принципом работы полочного контактного аппарата. Рассчитать тепловой баланс контактного аппарата окисления сернистого ангидрида в серный. Данные теплового баланса свести в таблицу.

Ход работы.

1. Принципиальная схема контактного аппарата окисления сернистого ангидрида в серный. Показать потоки . Какой катализатор используется для ускорения реакции?

2. Расчетное задание (по вариантам)

Пример. Рассчитать тепловой баланс контактного аппарата для окисления SO2 производительностью 25000м³/час, если состав газа:

SO2 - 9% (об.), N2 -80% (об.), степень окисления – 88%. Температура входящего газа - 460˚С, выходящего -580˚С.

Средняя теплоемкость смеси: С=2, 052кДж/м³˚С. Потери теплоты в окружающую среду -5% от прихода теплоты.

Основная реакция:

SO2 +1/2O2 = SO3 + 94207 кДж

Состав газа приведен в таблице:

Количество теплоты Q=G*C*T, где G – количество вещества, С- средняя теплоемкость вещества, Т –температура, ˚С

Приход теплоты: физическая теплота газа Q1= 25000*2, 052*460=23598000кДж

Теплота реакции: Q2= 94207*2250*0,88/22,4= 8327226кДж

______________________________________________________________________

Всего: Q приход. 31925226кДж

Расход теплоты, уносимой отходящими газами:

Q3= 24010 *2, 052*580=28575741кДж

Qпотер. = 31925226* 0.05= 1596261кДж

______________________________________________________________________

Всего: Q расход. 30172002кДж

Следовательно необходимо отвести теплоты: Qотв.=31925226-30172002=1753223кДж

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС АППАРАТА

Сделать вывод по результатам работы.

Самостоятельная работа

Тема: «Сырье и энергетика химической промышленности»

1. Дать определение: сырье, полупродукт, отход.

2. На какие группы подразделяют сырье для химической промышленности?

3. Для чего применяют обогащение сырья при подготовке его к переработке?

4. Принцип флотационного метода обогащения сырья.

5. Перечислить основные показатели качества воды. Что такое водоподготовка?

6. Какие аппараты используют для предварительного нагревания материалов, поступающих в реакционные аппараты или для получения пара?

Тесты по теме «Сырье химической промышленности»

1. Природные материалы, используемые в производстве промышленных продуктов:

а) отходы

б) сырье

в)полупродукты

1. Побочные продукты, которые не находят применения на данном производстве, но могут служить сырьем при производстве некоторых химических продуктов:

а)отходы

б)сырье

в)полупродукты

3. По происхождению сырье классифицируют на:

а) твердое, жидкое, газообразное

б)минеральное, растительное, животное

в) неорганическое, органическое

4. Перевод прореагировавших веществ в их первоначальное состояние для повторного использования - это:

а) обогащение сырья

б) концентрирование сырья

в) регенерация сырья

5. Обработка сырья с целью отделения полезной его части от неполезной (пустой породы) – это:

а) обогащение сырья

б) комплексное использование сырья

в) регенерация сырья

6. Метод обогащения сырья, основанный на различной смачиваемости жидкостью зерен отдельных минералов:

а) гравитационное обогащение

б) электромагнитная сепарация

в) флотация

7. Свойство воды, обусловленное присутствием в ней растворимых солей кальция и магния:

а) жесткость

б) окисляемость

в) прозрачность

8. К физическим способам умягчения воды относят:

а) фильтрование

б) кипячение

в) обеззараживание

9. Аппараты, используемые для предварительного нагревания материалов, для получения пара:

а) реакторы

б) транспортеры, элеваторы

в) рекуператоры, регенераторы, котлы-утилизаторы

10. Отношение количества полученного продукта к максимально возможному:

а) выход продукта

б) селективность процесса

в) интенсивность процесса

Технический диктант по теме «Химико-технологические системы»

1. Систему аппаратов с различным функциональным назначением, взаимосвязанных материальными и энергетическими потоками и действующих как единое целое называют………………………………

2. Структуру ХТС образуют входящие в ее состав элементы. Элементами ХТС являются отдельные …………..Связи между элементами выступают в виде………………, по которым передаются материальные и тепловые потоки.

3. Типовые технологические операторы - это

1. Основные типы связей между элементами ХТС: а)….. б)….. в)…. г)……