Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Химико-технологический институт
Кафедра технологии неорганических веществ
Утверждаю
Зав.кафедрой ТНВ
С.Ф. Катышев
Методические указания к контрольным работам по дисциплине «Химическая технология неорганических веществ» для студентов всех форм обучения специальности
240301 – Химическая технология неорганических веществ
Екатеринбург 2012
Составитель В.И. Гашкова
Методическое указания к контрольным работам по дисциплине «Химическая технология неорганических веществ» /В.И. Гашкова. Екатеринбург: УрФУ, 2012, 8 с.
Методические указания содержат рекомендации к проведению практических занятий, а также подготовке и выполнению контрольных работ
«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2012
Введение
Рабочая программа дисциплины «Химическая технология неорганических веществ» предусматривает проведения практических занятий и двух контрольных работ. Цель указанных видов работ – приобретение навыков для решения технологических задач, закрепление и усвоение материала курса.
Технологические расчеты базируются на физико-химических процессов и сводится к их количественной интерпретации. Они включают расчеты материальных и тепловых потоков производственных процессов или их отдельных стадий (расчеты материальных и тепловых балансов), вычисление выходов реакций, расчеты теоретических и практических расходных коэффициентов по основному и вспомогательному сырью и энергоресурсам.
Целью настоящих методических указаний является выработка у студентов навыков наиболее рационального решения технологических задач в химической технологии неорганических веществ. Изложенные рекомендации по выполнению технологических расчетов материальных и тепловых балансов позволят студентом успешно выполнить предложенные контрольные работы.
1. Методические указания к выполнению контрольной работы №1
Контрольная работа №1 проводится в соответствии с графиком выполнения обязательных контрольных мероприятий по дисциплине «Химическая технология неорганических веществ» на десятой неделе девятого семестра. Данная контрольная работа проводится после лекционных и практических занятий по производству солей и посвящена расчету материального баланса предложенного технологического процесса. Цель расчетов материального баланса сводится к определению теоретических и практических расходных коэффициентов по основному и вспомогательному сырью, определению состава полученного продукта, а также массе составу газообразных, жидких и твердых отходов.
Расчеты материальных балансов производится для тех стадий процесса, где происходит качественные или количественные изменения в материальных потоках в результате химических и физических процессов (химическое взаимодействие: основные и побочные реакции, испарение, абсорбция, пылеунос и др.).
Порядок выполнения расчетов материального баланса.
Составить блок-схему рассматриваемого производства.
Расставить последовательно стадии процесса. Нанести материальные потоки поступающие и выходящие с каждой стадии. Записать процессы протекающие на каждой стадии, а также основные и побочные реакции. Расчет вести последовательно для каждой стадии.
Составить таблицу материального баланса,. внести потоки и компоненты в приходную и расходную части баланса, а также записать известные количества.
По уравнениям реакции рассчитать теоретические количества веществ участвующих в процессе.
С учетом технологических условий (температура, концентрация, сырья, давления, коэффициенты избытков, степени превращения) рассчитывают практические количества, как правило они больше теоретических количеств. При расчете практических количеств необходимо обязательно учесть потери сырья, полупродуктов и продуктов на всех стадиях переработки сырья и полупродуктов. Потери сырья и полупродуктов могут быть в основном связаны:
с явлением обратимости химических процессов , что обусловливает неполноту выхода продукта в прямоточных открытых схемах;
влиянием кинетических факторов;
расходом сырья на протекание побочных реакций;
пылеуносом, проливами, отходами производства, с которыми уносится часть сырья и товарного продукта.
Расчет количества примесей и инертных материалов.
Расчетные данные заносится в таблицу материального баланса и по сходимости значений в приходной и расходной частях баланса проверяется правильность выполненных расчетов. В случае расхождения рассчитывают невязку баланса как отношение разности между приходом и расходом отнесенное к сумме в приходе. Невязка материального баланса не должна превышать
1,0 %. В случае большого значения нужно выявлять ошибку в расчетах.
Расчет материального баланса последующих стадий выполняется аналогично по приведенной схеме. Каждая стадия процесса заканчивается таблицей материального баланса.
В конечном итоге составляется сводная таблица материального баланса всего процесса от сырья до готового продукта.
По данным материальных балансов рассчитывают практические расходные коэффициенты, по уравнением химических реакций с учетом массовой доли основного вещества в исходном сырье и конечном продукте рассчитывают теоретические расходные коэффициенты. Данные заносит в таблицу расходных коэффициентов. Значения практических расходных коэффициентов являются основой для расчета на предприятии себестоимости продукции.
Контрольная работа №1 проводиться в часы аудиторных занятий (4 часа) и сдается преподавателю на проверку в письменном виде. Она служит элементом системы контроля знаний, полученных при изучении раздела 2.2 курса ХТНВ и предполагает самостоятельную подготовку студента не только с использованием лекционных материалов и навыков, полученных на практических занятиях, но и дополнительной литературы.