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

Тепловой расчет

Уравнение теплового баланса

;

Приход:

Дж/ч,

Расход:

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. Q_фф 2. Q_рск 3. Q_{эл.нагр.}	16997818 148340747,2 420627274,4	1. Q_{реак.газ} 2. Q_{отв.гипс} 3. Q_{реакции} 4. Q_потерь	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.