2020-01-14
154
Перед подачей шлама в печь его нейтрализуют известью.
Основная реакция нейтрализации:
2H2SO4 + 2CaO = 2CaSO4. 0,5H2O + H2O (28)
Т.к. концентрация серной кислоты в жидкой фазе шлама составляет
1,41 %, то количество серной кислоты, которой необходимо нейтрализовать составит 12,96 кг.
H2SO4 196 кг - CaO 112 кг
12,96 кг – х
Х = 7,41 кг
С учетом 50 % избытка масса извести:
7,41 × 1,5 = 11,11 кг или 5,56 л.
В результате реакции образуется воды:
H2SO4 196 кг - H2O 18 кг
12,96 кг – х
Х = 1,19 кг
Т.к. продукт для производства стройматериалов сушим до влажности
5 %, то 95 % жидкой фазы переходит в пар, следовательно масса пара составляет 862,30 кг.
Таблица 25 - материальный баланс операции сушки шлама
| Поступило | Получено | ||||||
| Материал | кг | Mo, кг | Объем, л | Продукт | кг | Mo, кг | Объем, л |
| Шлам | 1898,56 | 1,01 | 1639,68 | Продукт для производства стройматериалов | 1047,37 | 1,01 | 418,95 |
| Известь | 11,11 | _ | 5,56 | Пар | 862,30 | _ | 10778,75 |
| Итого | 1909,67 | 1,01 | 1645,24 | Итого | 1909,67 | 1,01 | 11197,70 |
Доукрепление
В растворе должно быть 29 кг 100 %-ной серной кислоты, следовательно масса сливного раствора составляет:
mсл.р-ра × 1,41% + (310 – 58 – mсл.р-ра) × 0,98 = 29,3
mсл.р-ра = 225,34 кг
Таблица 26 - материальный баланс операции докрепление
| Поступило | Получено | ||||||
| Материал | кг | Mo, кг | Объем, л | Продукт | кг | Mo, кг | Объем, л |
| Сливной раствор | 225,34 | 1,51 | 193,06 |
Раствор на распульповку |
310,00 |
1,51 |
249,60 |
| Серная кислота | 26,66 | _ | 14,81 | ||||
| Азотная кислота | 58,00 | _ | 41,73 | ||||
| Итого | 310,00 | 1,51 | 249,60 | Итого | 310,00 | 1,51 | 249,60 |
Выбор основного и вспомогательного оборудования
На основании материального баланса, выбрано следующее основное вспомогательное оборудование (таблица 27).
Таблица 27 - основное вспомогательное оборудование
| Наименование оборудования | Количество | |
| Чан для распульповки, объем 250 л | 1 | |
| Реактор с мешалкой, объем 250 л | 1 | |
| Реактор с мешалкой, объем 320 л | 1 | |
| Пачук сорбции: объем 52 л | 8 | |
| Реактор с мешалкой, объем 25 л | 1 | |
| Реактор с мешалкой, объем 35 л | 1 | |
| Реактор с мешалкой, объем 20 л | 1 | |
| кристаллизатор 20 л | 1 | |
| Сгуститель отстойник объем 380 л | 1 | |
| Реактор с мешалкой, объем 300 л | 1 | |
| Колонна ПИК | 1 | |
| Колонна КНСПР | 1 | |
| Барабанная печь 1, ×9 м | 3 | |
| Транспортер, производительность 2,5 т/ч | 1 | |
| Установка выпарная трехкорпусная | 1 | |
| Насос диафрагменный, производительность 10 м3/ч | 14 | |
| Насос центробежный, производительность 5 м3/ч | 7 | |
| Подогреватель | 3 | |
| Бак с мешалкой, объемом 3 м3 | 1 | |
| Доупариватель | 1 | |
| Нутч – фильтр саморазгружающийся, объем 25 л | 1 | |
| Нутч – фильтр саморазгружающийся, объем 35 л | 1 | |
| Конденсатный бак, объемом 6 м3 | 1 | |
| Газовый калорифер | 1 | |
| Вибрационный охладитель | 2 | |
| Элеватор | 1 | |
| Группа циклонов | 1 | |
| Циклон промыватель | 1 | |
| Агрегат фасовочный | 1 | |
| Мешкозашивочная машина | 1 | |
| Грохот | 1 | |
| Дробилка | 1 | |
| Питатель шлюзовой | 1 | |
| Вентилятор | 1 |
Специальная часть
Выпаривание используется в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Существует более 80 разновидностей выпарных аппаратов с паровым обогревом. В малотоннажных производствах обычно применяют вертикальные и горизонтальные цилиндрические выпарные аппараты с обогревом змеевиками или нагревательными рубашками; в крупнотоннажных производствах — аппараты с внутренними и выносными нагревательными камерами, плёночные аппараты, в которых струя пара увлекает вверх тонкую плёнку раствора, в результате чего создаются благоприятные условия для выпаривания, и аппараты с принудительной циркуляцией. Последние применяют при необходимости предотвратить осаждение солей на поверхности нагрева, а также при упаривании вязких растворов.
Разделение процесса выпаривания на две стадии позволяет использовать для предварительного концентрирования высокоэффективные широко апробированные в промышленности выпарные аппараты с падающей пленкой, характеризующиеся кратким временем пребывания перерабатываемого раствора и малой металлоемкостью.
Кроме того, выпарные аппараты с падающей пленкой могут эффективно работать при небольших значениях полезной разности температур, что позволяет при располагаемом перепаде давления пара скомпоновать эти аппараты в разрабатываемой выпарной установке в трехкорпусную прямоточную батарею. Чертеж аппарата приведен в приложении.
