КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Балансовые расчеты без учета химических превращений

стравливается (отводится) в атмосферу через продувочную свечу. Продолжительность выброса газа в атмосферу 10 мин. Сколько газа выбрасывается в атмосферу из аппарата объемом 1,2 м3?

20

8. Одним из видов потерь углеводородов являются потери в открытых насосных. На ОНПЗ в насосной экстракции ароматических углеводородов концентрация паров равна: бензол – 5 мг/м3, толуол – С33 мг/м3, ксилолы 80 мг/м3. Объем воздуха, прошедшего через насос-

ную, равен 126 м3/с. Определите суммарные потери ароматических углеводородов за сутки.

9. На ОНПЗ одн м из видов потерь сырья в результате выбросов в атмосферу являются потери в открытых насосных. Определите, какое кол чество параф новых углеводородов испаряется в атмосферу за год. Если после насосной концентрация углеводородов составляет

торычастиобщей про звод тельностью 400 м3/ч. Средняя концентрация углеводородной газа составляет 80 мг/м3. Доля углеводородов в газе по массе равна 53%. Определите выбросы в атмосферу углеводо-

85 мг/м3? Объем воздуха, проходящего через насосную, равен 195 м3/с. 10. НабОНПЗ в компрессорной установлены вытяжные вентиля-

родов общ й вы рос газа чрез систему вытяжной вентиляции за сутки.

11. На ОНПЗ для очистки вод от нефтепродуктов используется установка производительностью 300 м3/ч. Начальная концентрация нефтепродуктов – 7000 мг/л, после очистки – 70 м г/л. Рассчитайте количество нефтепродуктов, котороеДудаляется из сточных вод за год.

А

12. При термической обработке сырья содержание летучих веществ в нем снижается с 35 до 5%. Сколько летучих веществ (кг/ч) выделяется в этом технологическом процессе при расходе сырья 8 т/ч?

13. Загрязненные детали (120 кг/ч) обезжириваются с помощью растворителя в количестве 2,5 кг/ч. В результатеИобразуется 115 кг/ч очищенных деталей, 6 кг/ч жидких отходов (смесь смазки, грязи и растворителя). Часть растворителя испаряется и удаляется из помещения вентиляцией. Сколько воздуха нужно удалять из помещения, чтобы обеспечить концентрацию растворителя ниже ПДК (50 мг/м3)?

14. Для очистки 80 м3/ч сточной воды от взвешенных веществ (80 г/л) предлагаются два метода: флотация и осаждение. При флотации образующийся осадок имеет влажность 92%, при осаждении – 97%. Сколько осадка (кг/ч) образуется в том и другом случае?

15. Осадок с влажностью 70% центрифугируют. В результате его влажность снижается до 25%. Выделенную из осадка воду направляют на локальные очистные сооружения. Какое количество

21

сточных вод образуется (м3/ч), если в центрифугу поступает 3 т/ч осадка?

16. Котельная потребляет 175 т угля в сутки. Уголь содержит 3% серы и 12% зольного остатка, 1/3 зольного остатка превращается в шлак, остальное – в золу. Газоочистка позволяет уловить 99% золы.

Сколько золы в г/с поступает в атмосферу?

17. Котельная потребляет 180 т угля в сутки. Уголь содержит 3% серы и 12% зольного остатка. Сколько диоксида серы выбрасывает котельная (г/с), если вся сера, содержащаяся в угле, превращается в ди-

рода, 5% водорода, 3,5% серы, 5% воды, 2,5% негорючих примесей. Какова должна быть площадь леса, чтобы восполнить потерю кислорода, расходуемого на сжигание, если 1 га леса дает в сутки 10 кг кислорода?

оксид, а устройством по его улавливанию котельная не оборудована? При18. Котельная сж гает 2 т угля в сутки. Состав угля: 84% угле-

атмосферу б342 мг ром да свинца, который не только загрязняет воздух, но попадает на землю. Проникает в неё на глубину до 30 см. Определить, какое количествоАсвинца выбрасывается в атмосферу города ежегодно, если в городе 180 тыс. единиц автотранспорта, расход бензина в среднем составляет 10 л на автомашину в сутки?

19. сгоран 1 л этилированного бензина выбрасывается в

20. Концентрация пыли на входе в циклон составляет 0,5 г/с,

21.Рассол в количестве 9 500Дкг с концентрацией 20% упаривают до концентрации 65%. Составить материальный баланс процесса упаривания с учетом производственных потерьИ0,2%.

22.Производительность аммиачного завода 34 000 кг NH3 в сутки. Какой минимальной емкости должны быть газгольдеры для Н2 и N2, чтобы азота и водорода было не менее двухчасового запаса?

23.Стоки с концентрацией взвешенных веществ и нефтепродуктов 28 мас. % направляют на очистку. На трехфазной центрифуге стоки разделяют на нефтяную, водную фазы и твердый остаток. Количество нефтяной фазы составляет 40%, водной – 52%, остальное – твердый остаток. Очищенные стоки содержат не более 20 мг/л нефтепродуктов и не более 25 мг/л взвешенных веществ. Определить суммарное содержание воды в нефтяной фазе и твердом остатке, дезинтегрированную смесь которых направляют на смешение с мазутом. Найти

22

возможное соотношение мазута и смеси отходов, если содержание воды в сжигаемой смеси может достигать 20 мас.%.

24. Так называемые красные шламы являются тонкоизмельченными отходами переработки боксита, содержащими большое число ценных компонентов. Рентабельным может быть выделение методом мокрой магнитной сепарации глиноземистоизвесткового (1) и магнитного редкоземельного (2) концентратов с извлечением из последнего соли сканд я, пр годной для производства лигатуры. Составы (масс. %) красного шлама и получаемых из него концентратов приведены в табл це.

27 м3 сточных вод, содержащихА82 мг/л ионов меди (II), если емкость сорбента до проскока при ра оте в динамическом режиме составляет

сорбента

147,4 г/л (коэффициент запаса сорбента принять равным 1, 3). Определить количество 10% раствора серной кислоты, необходимое для регенерации этого количества сорбента, если ионы меди (II) сорбируются в виде гидроксида меди.ДНайти концентрацию ионов меди в

элюате после регенерации.

26. Одна тонна разлитой нефти может образовать пленку на поверхности воды на площади 20 км2. Найти, какое количество сорбента понадобится для сбора нефтяной пленки, приходящейся на 1 км2 поверхности морской воды, если один килограммИсорбента может впитать 8 л нефти. Средняя плотность нефти 820 кг/ м3.

27. На первой ступени очистку дымовых газов проводят в циклоне и коэффициент полезного действия (КПД) циклона составляет 64,6%. На второй ступени очистки установили рукавный фильтр. После этого суммарный КПД установки определен равным 91,2%. Рассчитать действительный КПД второй ступени установки по очистке от пыли.

28. При переделе руды в железный концентрат переходит 71мас. % ванадия, из концентрата в чугун – 83%, из чугуна в товарный ванадиевый шлак – 82%, из шлака в товарный пентаоксид ванадия – 78%. Рассчитать выход ванадия по этой схеме. Каков будет вы-

23

ход ванадия, если вместо гидрохимической схемы извлечения ванадия из шлака применить комбинированную схему, включающую обогащение и гидрометаллургическую обработку, повышающую выход ванадия на этой стадии до 98%.

полную гидроизоляцию от окружающих пород. Определить количество раствора, просачивающегося через основание штабеля в течение года, если коэффициент фильтрации составляет 8∙10-6 м3/сут.

31. Оценить запасы меди в 40 млн т шламов обогатительного комбината (содержание меди в шламах 0,25 мас. %), рассчитать загруженность завода, технология которого рассчитана на переработку

КПД 32. Разработана технология переработкиИметаллургического

шлака. Шлак текущего производства проходит две стадии переработки на щебень. На первой – шлак подают самотеком в шлаковую яму,

он остывает и в яме его измельчают с помощью “шар-бабы”, после чего магнитом из шлака извлекают 15 мас. % крупных кусков металла. Измельченный шлак перерабатывают на щебень.

После дробления в щековой дробилке получают товарные фрак-

ции: 0 – 5 мм (20%), 5 – 20 мм (30%), 20 – 40 мм (30%), 40 – 70 мм (20%).

Рассчитать объем шлаковой ямы, если остывание шлака проис-

24

ходит в течение 10 мин, на первичное измельчение и извлечение металла магнитом необходимо 6 мин, на полное извлечение шлака – еще 20 мин. Запланированная производительность установки 390 тыс. т/год. Вычислить объемы складов для шлака различной крупности, учитывая необходимость десятисуточного запаса продукции.

33. В процессе сорбционной фильтрации воды с содержанием солей 160 мг/ дм3, ионов меди (II) 2 мг/дм3, ионов железа (общего) 2,5 мг/дм3 при работе по двум режимам получены следующие результаты, мг/дм3:

гает 15%. Затем о ожженную смесь измельчают совместно с добавкой 45 мас. % цемента. Определить выход вяжущего.

35. Опытный образец золоуловителяДдля очистки дымовых газов состоит из шести участков. Степень очистки на каждом участке, при работе без подачи напряжения, составляет 29%. При подаче напряжения степень очистки воздуха распределяется по участкам следующим образом: 1-й участок – 33%, 2-й – 31%, 3-й – 13%, 4-й – 11%, 5-й –

7%, 6-й – 3%. Определить общий коэффициентИполезного действия циклонного золоуловителя, работающего в обычном и электроциклонном режимах. Можно ли уменьшить габариты циклонного золоуловителя, постоянно работающего в электроциклонном режиме?

36. Циклоны применяют для очистки воздуха от высокодисперсных частиц магнезии. Очистка газов от частиц аэрозоля улучшается при действии на них одновременно центробежных и электрических сил. Во сколько раз уменьшается унос магнезии с очищенным газом, если концентрация аэрозоля магнезии на входе в циклон 1,71 г/м3, на выходе – 0,2 г/м3, а на выходе из циклона при работе его в электроциклонном режиме – 0,03 г/м3. Определить увеличение коэффициента полезного действия циклона при работе в электроциклонном режиме.

25

37. Обработка воды коагулянтами – самый распространенный метод очистки больших объемов вод поверхностных источников от

Определ ть дозу флокулянта для достижения значения мутноосветляемой воды в 0,2 мг/м3.

отходов в в де шлама. Шлам содержит около 25% твердых частиц, находящ хся в колло дном состоянии и трудноотделимых от воды.

Способ шлама включает смешивание одной части шлама

38.переработкиНа каждую тонну перерабатываемого сырья получают 1 т

с двумя частями песка до авление флокулянта в количестве 0,02 кг на 1 кг твердого веществаА. Остаток после отделения воды содержит до 80% твердого материала. Определить количество флокулянта и песка, необходимое для перера отки 1 000 т руды в сутки; количество отделяемой воды; количество обезвоженного материала, которое должно поступать в бассейн-осадительДза сутки.

39. Производственный сток предприятия достигает 0,3 м3/с и имеет концентрацию взвешенных веществ 650 мг/л. На первой стадии сточная жидкость поступает в осветлитель, из которого выходит осветленная жидкость с концентрацией взвеси 120 мг/л и осадок с содержанием твердых веществ 15 мас. %. На второйИстадии осадок подают на центрифугу, которая задерживает 85 мас. % подаваемого твердого материала и выдает остаток, на 60 мас. % состоящий из твердых веществ. Остаток смешивают с опилками для получения топлива, состоящего на 80 мас. % из твердых веществ. Определить необходимую суточную массу опилок. Составить структурную схему процесса.

40. В процессе умягчения воды осаждением в смену получают 200 м3 шлама, 15% которого составляют твердые частицы нерастворимых солей. Плотность шлама 1 500 кг/м3. Вначале шлам уплотняют центрифугированием, при этом отделяют 70 мас. % твердого материала шлама. Уплотненный шлам, содержащий 65 мас. % твердого материала, направляют в печь для обжига. Определить количество твер-

26

дого материала и воды, которое поступает в печь. Составить структурную схему процесса.

(IУ). Концентрация оксида углерода (IV) на выходе из дымовой трубы составляет 8,7 мас.%. Определить расход дымовых газов на выходе из печи.

42. Органофосфонаты (ОФ) применяют для предотвращения образован я м неральных отложений в системах отопления, охлаждения, оборотных ц клах и др. Ингибирование кристаллической фазы происход , нач ная концентрации раствора ОФ = 3 г/м (молеку-

лярная масса ОФ = 300 г/моль). Площадь, занимаемая одной молекулой ОФ, равна 10-19 м2, удельная поверхность кристаллизующегося сульфата кальц я 3 м2/г, содержание в растворе твердой фазы 3 кг/м3.

б цессов имеет место возгонкаАвредных примесей. Пары Pb, Zn, Cd, As,

Se и других элементов или их оксидов с дымовыми газами поступают в газоход, где под действием понижения температуры десублимиру-

ются. Разработана технология улавливания возгонов в газоходе с целью предотвращения образованияДаэрозолей, основанная на осаждении возгонов на вводимых в газоход относительно холодных частицах с развитой поверхностью. Эти крупные частицы улавливают далее в системе пылеочистки. Рассчитать степень очистки дымовых газов от возгонов при температуре 350 0С, если при 200 0С осаждается 99% частиц, 300 0С – 92%, 400 0С – 85%. РассчитатьИнеобходимую массу вводимых частиц, если удельная поверхность частиц составляет 15 м2/г, а доля поверхности частиц, покрытая возгонами, равна 12% (площадь, занимаемая одной молекулой возгона ZnO = 10-21 м2).

44. Осадок от обработки промывных вод из осветлителей необходимо подавать на уплотнение с добавлением флокулянта в сгуститель периодического действия. После сгустителя осадок отжимают на рамных пресс-фильтрах. Влажность исходного осадка 82 мас.%. Удельная поверхность фильтров по сухому веществу составляет 2,5 кг/(м2·ч). Обезвоженный осадок имеет влажность 78 мас.%. Сколько стадий сгущения осадка необходимо провести для получения на пресс-фильтрах осадка с влажностью менее 60%?

27

45. Разработан новый каталитический способ очистки коксового газа от сероводорода. По этому способу 70 мас.% сероводорода переходит в серу, а 30% – в товарный кокс. Содержание сероводорода в коксовом газе – 2 мас.%, выход коксового газа на одну тонну кокса

С370 м3. Оценить содержание серы в коксе. Определить массу получаемой серы (на 1 т кокса).

46. Осадок, образующийся на очистных установках, имеет влажность 90 мас. %. В сгустителе осадок обрабатывают, добавляя к нему 20 кг/ч 10% раствора гидроксида кальция, влажность осадка при битумэтом сн жается на 6%. Затем осадок подают в инфракрасную сушилку, из суш лки 17,2 кг/ч осадка влажностью 30% выводят на утилизацию. Определ ть влажность и массу осадка после сгустителя.

47. Для про зводства холодной асфальтобетонной смеси применяют ж дкбй тум, он увеличивает срок хранения смеси. Жидкий можно пр готов ть из вязких битумов разбавлением различными раствор телями нефтяного происхождения. Битумы, густеющие

со средней скоростью, содержат 20 мас.% разбавителя. В качестве замены дорогостоящегоАраз авителя – керосина – предложено применять отходы растворителей после промывки и обезжиривания деталей, отмывки оборудования от краски, разжижающая способность которых в два раза выше, чем керосина. Общее количество таких отходов по Свердловской области – 200Дт. Определить количество жидкого битума при применении отходов в качестве разбавителя.

48. Для получения карбоната никеля используют продукт утилизации – 1 150 кг отработанного электролита, содержащего 270 кг сульфата никеля. Растворимость сульфата никеля при 25 0С – 38 г на 100 г воды, растворимость карбоната натрия – 21,8Иг. После проведения реакции осадок выделяют на фильтре-прессе. Товарный карбонат никеля (75% от массы осадка) отправляют потребителям, остальной – направляют в реактор II ступени, где реакцию с 20% раствором серной кислоты используют для получения сульфата никеля более высокого качества. Определить количество фильтрата, направляемого на очистку после фильтра-пресса, и объем СО2, выбрасываемого в атмосферу из реактора II ступени.

49. Выживут ли караси в озере объемом 500 000 м3, если в озеро были сброшены сточные воды сернокислого завода объемом 100 м3, содержащим 1 600 кг оксида серы (IV). Токсическая концентрация серной кислоты для карасей равна 138 мг/л.

28

50. Целлюлозно-бумажный комбинат произвел сброс сточных вод. Вычислите объем хлора, необходимого для очистки 1 000 м3 сточных вод от сероводорода. Концентрация сероводорода в сточных водах – 0,05 мг/л.

51. В результате аварии на предприятии по производству серной кислоты в сточные воды массой 400 кг попало 3,2 кг SO3. Вычислите массовую долю образующейся серной кислоты в сточных водах.

52. Концентрац я пыли на входе в пылеосадительную камеру составляет 0,8 г/с, эффективность работы циклона 80%, время работы

дуется 15% от подаваемого в реактор воздуха (96,1 кг/ч). Окислению подвергают смесь гудрона (30,2 кг/ч), асфальта деасфальтизации

(41,1 кг/ч) экстракта селективной очистки (28,7 кг/ч). Масса получа-

емого б тума 110,1 кг/ч, масса выбрасываемых в атмосферу газов –

54. Производительность реактора для получения топлив из син-

тез-газа (CO:H2=1:2) составляет 1,9 т/сут. Выход углеводородов – 150 – 160 г/м3 смеси. Производительность катализатора по углеводородам составляет 0,21 (кг/м3)/сут, срок службы катализатора – 6,5 месяцев. Определить массу катализатора, подлежащего утилизации по окончании срока его работы в реакторе, степень превращения синтез-

55. Адсорбционную очисткуДдистиллятных и остаточных масел (40 т/сут) проводят контактным способом. В качестве адсорбента используют глину. Из смесителя смесь масла с глиной (4 мас. %) пода-

ют в испарительную колонну, в которой выделяют воду (0,5%), газы разложения масла (3,5%). Смесь масла с глиной подают на дисковый фильтр, на котором происходит грубое отделение масла от 70 мас. % глины, затем – на рамный фильтр для тонкой очистки. Глину, прежде чем сбросить в отвал, промывают растворителем (5 мас. %). Рассчитать необходимую площадь отвала для складирования отходов глины в течение 15 лет, если высота штабеля глины может составлять до шести метров. Определить необходимую массу растворителя, учитывая, что его потери при регенерации составляют 8 мас. %.

29

Балансовые расчёты с учетом химических превращений

1. Составить материальный баланс Q (кг/ч) печи для сжигания серы (S + О2 = SО2) производительностью 60 т/сут. Степень окисления серы 0,95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха α = 1,5.

2. оставить материальный баланс производства криолита (т = 1 кг), если процесс описывается суммарным уравнением

2А1(ОН)3 + 12HF + 3Na2CО3 = 2Na3[AlF6] + 3CО2 + 9Н2О

Плав ковая к слота вводится в процесс в виде 15% -го рас-

На побочные реакцииАрасходуется 2% сульфата натрия и технического водорода от теоретически необходимого для получения 1 т технического продукта.

5.Определить расходный коэффициент для технического карбида кальция в производстве ацетилена (на 1 000 кг ацетилена). Со-

держание СаС2 в техническом продукте – 83%, а степень использования СаО2 в производстве – 0,88.

6.При газификации кокса (содержащего 96,5% С и 3,5% Н2O по массе) с водяным паром полученный водяной газ содержит 6%

СО2 (по объему). Рассчитать состав полученного газа и составить таблицу материального баланса процесса газификации на 1 т кокса. При газификации протекают следующие реакции:

СО + Н2О = СO2 + Н2 (основная), С + Н2О = СО + Н2 (побочная)

7.Рассчитать материальный баланс водооборотной охлаждаю-ДИ

щей системы производительностью 108 000 м3/ч (см. [5]). Состав обо-

ротной воды Свзв = 50 г/м3; Скат = 3,5 г-экв/м3; Сан = 500 г/м3. Состав подпиточной воды Свзв = 20 г/м 3; Скат = 4 г -экв/м3; Сш = 550 г/м3. Коэффициент α = 0,03.

8. Какое количество 62%-й и 92%-й серной кислоты нужно

30

смешать, чтобы получить 25 кг 3% -й H2SО4?

9. Определить количество водных растворов А, В и С, необходимых для получения 6,6 кг смеси, содержащей 20% этилового спирта, 37% метилового спирта и 43% воды, если исходные растворы имеют следующий состав:

А – 35% С2Н5ОН, 20% СН3ОН; В – 10% С2Н5ОН, 60% СН3ОН; С – 20% С2Н5ОН, 15% СН3ОН.

10. Рассч тать расход товарной извести, содержащей 50% ак-

, 0,85 г/дм3 н келя и 1,37 г/дм3 меди.

13. Железная руда при сушкеДна воздухе потеряла 5% веса. При анализе воздушно-сухой руды найдено в нейИ3% влаги, 61,5% – Fe и 9% пустой породы. Подсчитать начальный состав руды (перед суш-

кой), считая, что все железо в ней находится в виде Fe2O3.

14. Рассол, содержащий 21,5% – KCI и 16,9% – NaCI, подвергают кристаллизации. Состав маточного раствора, выходящего из кристаллизатора: 12,5% – КС1 и 18,5% – NaCI. Подсчитать: а) количество маточного раствора, получаемого из 1 т первоначального рассола; б) количество выкристаллизовавшегося КС1 (в процентах).

15. Сухой конвертированный газ (азотоводородная смесь) со-

става: 28% – СO2, 3,0% – СО, 51,4% – Н2, 16,8% – N2, 0,5 % – (O2 + +СН4) и 0,3% – H2S подвергается полной очистке от СO2, СО и H2S.

Подсчитать: а) состав газа после очистки; б) сколько можно получить

31

элементарной серы из 1000 м3 сухого газа, если очистку его от H2S вести с утилизацией серы.

16. Требуется приготовить 38,0 т 80,0% -ной серной кислоты из растворов с концентрациями: 74,0 и 95,0% H2SO4. Подсчитать необ-

34,0% – HNO3; б) 5,63 кг олеума, содержащего 104,0 % – H2SO4;

в) 2,24 кг купоросного масла концентрации 94,0% – H2SO4. Определить состав полученной смеси (конечного продукта).

52,7% – H2SO4 38,2% – HNO3; ) купоросное масло с содержанием

18. Требуется пр готовить смесь кислот состава 68,5% – H SO смеси 2 4 и 23,5% – HNO3. В качестве исходных продуктов служат: а) смесь

94,0% – H2SO4; в) отра отанная кислота, содержащая 74,0% – H2SO4.

колько требуется взять каждого из исходных продуктов для приготовлен я Отработанную10 кг конечной ?

19. кислоту состава: 56,5% – H2SO4 и 25,2% –

HNO3 требуется укреп ть до 68,5% – H2SO4 и 27,5 – HNO3. Для

укреплен я служат азотная кислота концентрации 93% – HNO и оле-

ум с содержанием 105,0% – H2SO4. Сколько следует взять исходных продуктов для приготовления 1 смеси?

20. Суперфосфат получается разложением фосфоритов серной кислотой. При этом протекают следующие реакции с основными составными частями фосфорита: Д

Cа3(РО4)2 + 2Н2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

А 3

CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O

R2O3 + 3 H2SO4 = R2(SO4)3 + 3H2O

Подсчитать расход серной кислоты для этого процесса, если су-

21.Суперфосфат Са(Н2РO4)2 · 2H2O+2CaSOИ4 · 2Н2O получают разложением фосфорита Са3(РO4)2 серной кислотой. ействуя на суперфосфат аммиаком, получают аммонизированный суперфосфат

CaHPO4 + NH4H2PO4. Смешение суперфосфата с сульфатом аммония дает аммиачный суперфосфат CaSО4 · 2H2O + 2NH4H2PO4.

Подсчитать: а) сколько теоретически можно получить аммиачного или аммонизированного суперфосфата из 1 т 60% – ного фосфорита; б) сколько для этого требуется 25%-ной аммиачной воды и сульфата аммония. Потери не учитывать.

22.Подсчитать объем газа и пара (приведенных к нормальным

32

условиям), которые получаются при взрыве 1 кг следующих взрывчатых веществ: а) пироксилина

СаС2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + С2Н2 24. Известняк, кроме карбоната кальция, содержит карбонат

магния нераствор мый остаток. После обработки известняка 12%– ной (по массе) серной кислотой остаток от реакции подвергся анализу. Анал з показал, что в остатке содержится (по массе): 8,56% –

1) NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl;

2) NaCl + NaHSO4 = Na2SO4 + HCl

Первая из этих стадий осуществляется сравнительно легко, вторая протекает при сильном нагревании. Серную кислоту берут в небольшом избытке по отношениюДк количеству ее, необходимому для перевода всего NaCl в среднюю соль (Na2SО4). Концентрация применяемой для процесса серной кислоты равна 75%; получаемый сульфат имеет состав: 91,48% – Na2SО4, 4,70% – NaHSO4, 1,98% – NaCl, 1,35%

– Н O и 0,40% – HC1. Хлористый водород вместе с водяными парами,

получающимися в результате испарения Н2O из водной серной кислоты, идет после охлаждения в абсорбционную установку.

Подсчитать: а) полноту реакции (степень превращения NaCl в Na2SO4); б) количество полученного сульфата из 1 кг загружаемой соли, считая, что она содержит 100% NaCl; в) состав полученного газа; г) количество полученного газа; д) расход серной кислоты.

2 И

26. В сточных водах цеха гальванических покрытий содержится AgNO3 массой 120 кг. Вычислите массу 30%-го раствора перекиси водорода Н2О2, необходимого для восстановления ионов серебра до металлического состояния.

33

27. При производстве фенолформальдегидных пластмасс произошел аварийный сброс фенола в ближайший водоем. Рассчитайте молярную концентрацию фенола в водоеме, если масса воды в нем 10 000 т, а масса сброшенного фенола составляет 0,5 кг.

обнаружен хлорид ртути HgCl2, концентрация которого составила 5 мг/л. Для очистки применяют метод осаждения и в качестве осадителя используют сульфид натрия Na2S массой 420 г. Будут ли достаточно оч щены сточные воды, чтобы допустить их сброс в водоём,

содержащ й 10 000 м3 воды? ПДК (HgCl ) = 0,0001 мг/л, объем сточ- третичнойных вод – 300 м3. 2

29. Фосфатон РО4 удаляют из сточных вод, подвергая их при обработке воздействию СаО. Составьте уравнение химиче-

ских реакц й о ъясн те, как происходит удаление фосфата.

30. В процессебплазмохимической обработки ртутьсодержащих отходов образуется газовая фаза, содержащая: H2S – 0,256 т, NH3 – 0,116 т, HCl – 0,137 т, H2 – 0,002 т, N2 – 0,431 т. После нейтрализации хлороводорода газ отправляют на стадию дожига, на которой аммиак сгорает до азота, сероводород до оксидаАсеры (IV). Оксид серы (IV) затем утилизируют обработкой газа раствором кар оната натрия. Определить массу газов, выбрасываемых в атмосферу (на 1 т отходов).

Д И

34

Составление баланса по схеме установки

В задачах необходимо составить материальный баланс и рассчи-

35

1. Составить материальный баланс установки для получения топлив из синтез-газа (т/сут).

Си б

2. Составить материальныйАДбаланс установки непрерывного производства окисленного битума (т/ч).

И

3. Составить материальный баланс установки для производства

36

присадки ДФ-11 (кг/ч).

Си б

4. Составить материальныйАаланс установки одноступенчатого гидрокрекинга вакуумного газойляД(кг/ч).

И

37

5. Составить материальный баланс установки получения солей никеля (кг/ч).

38

7. Составить материальный баланс установки утилизации ртутьсодержащих соединений (т).

Си б

8. Составить материальныйАбаланс установки переработки техногенного пиритсодержащего сырьяД(кг/ч).

И

39

9. Составить материальный баланс установки технологии комплексной переработки пиритных огарков (кг/ч).

Си Обогащенныйпродукт разделяется на шлак для нужд

цветной металлургии, 573,0 и меди, 377,1

10. Составить материальныйАбаланс установки адсорбционной очистки масел (кг/ч).

Д И

40

11. Составить материальный баланс установки переработки медьсодержащих отходов (т).

Си б А Д И

41

12. Составить материальный баланс установки производства углеграфитовых изделий (кг/ч).

Си б А Д И

42

13. Составить материальный баланс установки гетероазеотропного концентрирования серной кислоты с перфторнонаном (кг/ч).

Си

Задачаб14. СоставитьАматериально-экологический баланс установки оксосинтеза (кг/ч).

Д И

43

15. Составить материальный баланс установки совместного получения фенола и ацетона (кг/ч).

44

17. Составить материальный баланс установки получения этилбензола (кг/ч).

45

Контрольные вопросы и задания к главе 1

1. Расскажите о методах, позволяющих оценить степень воздействия технических систем на окружающую среду.

2. Какие системы могут рассматриваться в анализе?

3. Нарисуйте и проанализируйте схему материальных и энергетических потоков в реальной системе.

4. Переч сл те этапы составления материального баланса.

10. В какой форме могут ыть представлены результаты балансовых расчетов? Единицы измерения.

11. Что нео ходимо учитывать при расчете количества и состава технических продуктов?

Д И

46