Расчеты материальных и тепловых балансов в технологии минеральных удобрений. Учебное пособие

Измерим длину отрезков Df и fA линейкой (или найдем проекцию их на одну из сторон треугольника) и получим:

m(H2Oиспар ) = 0,568 100 = 56,8 кг.

Длина отрезка ВЕ отвечает массе суспензии, состоящей из

раствора E и KClкрист. Масса суспензии равна m(p-pa D) - m(H2Oиспар ) = 100 – 56,8 = 43,2 кг.

По правилу рычага

m(KClкрист ) = Еf . m(суспензии) ВЕ

Измерим длину отрезков Еf и ВЕ линейкой и получим:

Тогда m(KClкрист) = m(суспензии) 0,313 = 43,2 0,313 = 13,54 кг, m(р-ра Е) = 43,2 – 13,55 = 29,65 кг.

Расчет с помощью уравнений материального баланса

Масса раствора Z после упарки включает в себя следующие массы его компонентов: 0,1685 Z кг NaCl; 0,2175 Z кг KCl; 0,614 Z кг H2O; т.к. состав раствора Е нам известен из диаграммы состояния. Объединяя составы исходной системы и системы после упарки, получим:

5 + 20 + 75 = 0,1685 Z + 0,2175 Z + 0,614 Z+ Х + Y.

Составляем частные уравнения материального баланса

-по NaCl: 5 = Z 0,1685;

-по KCl: 20 = Z 0,2175 + X;

-по H2O: 75 = Z 0,614 + Y.

Решая эти уравнения, находим: Х = 13,55, Y = 56,8, Z = 29,65.

Таким образом, при упарке 100 кг раствора D испарилось 56,8 кг воды, выделилось в твердую фазу 13,55 кг КСl и осталось 29,65 кг раствора Е.

Таблица 19

Материальный баланс процесса упарки трехкомпонентного раствора NаСl – КСl – Н2О представлен в табл. 19.

Задания для самостоятельной работы

Раствор, состав которого указан в табл. 20, упаривается при 100 °С. Определить максимальное количество КСl, которое можно получить при этом, найти массу воды, которую необходимо выпарить. Составить материальный баланс процесса упарки раствора (рис. 7).

52

Таблица 20

Рис. 7. Изотерма растворимости в системе NaCl – KCl – H2O при 100 °С

Задачу необходимо решить тремя способами: по неизменному компоненту, по правилу рычага и с помощью уравнений материального баланса. Результаты расчета представить в виде таблицы.

53

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Березовская, В .В. Диаграммы состояния тройных систем [Текст] / В. В. Березовская, Е. А. Ишина, Н. Н. Озерец. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 120 с.

Кутепов, А. М. Общая химическая технология [Текст] / А. М. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгартен. – М. : Высш.

шк., 1990. – 520 с.

Позин, М. Е. Технология минеральных удобрений [Текст] /

М. Е. Позин. – М. : Химия, 1989. – 352 с.

Расчеты по технологии неорганических веществ [Текст] /

М. Е. Позин [и др.] – Л. : Химия, 1977. – 496 с.

Соколовский, А. А. Технология минеральных удобрений и кислот [Текст] / А. А. Соколовский, Е. В. Яшке. – М.: Химия, 1971. – 456 с.

54

1.1.Материальный баланс синтеза карбамида . . . . . 9

1.2.Тепловой баланс синтеза карбамида . . . . . . . 12

Задания для самостоятельной работы . . . . . . . . . . 17

2.1.Материальный и тепловой баланс процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры . . . . . 19

2.2.Тепловой баланс кристаллизации плава аммиачной селитры в грануляционной башне (башне приллирова-

ния) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.Производство фосфата аммония . . . . . . . . . 38

5.1.Расчет расхода аммиака на нейтрализацию фос-

55

Учебное издание

КОЗАДЕРОВА Ольга Анатольевна НИФТАЛИЕВ Сабухи Ильич

РАСЧЕТЫ МАТЕРИАЛЬНЫХ И ТЕПЛОВЫХ БАЛАНСОВ

В ТЕХНОЛОГИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО «ВГУИТ»)

Отдел полиграфии ФГБОУ ВО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела полиграфии:

394036, Воронеж, пр. Революции, 19

56