- •Учреждение образования
- •Минск 2004
- •Л.С. Ещенко, м.Т. Соколов, о.Б. Дормешкин, в.Д. Кордиков
- •Введение
- •1. Порядок выполнения и оформления
- •2. Водоподготовка
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Качество воды и требования к ней
- •2.3. Промышленная водоподготовка
- •Фильтрациюводы проводят на фильтрах разных конструкций. Наиболее известными из используемых в промышленности являются следующие: механические и песчаные фильтры, барабанные и ленточные вакуум-фильтры.
- •2.4. Методика выполнения работы
- •2.4.1. Порядок выполнения работы по умягчению воды Известково-содовый метод
- •2.4.2. Порядок выполнения работы по обессоливанию воды
- •2.4.3. Порядок проведения работы по коагуляции воды
- •2.4.4. Методы анализа Определение общей жесткости воды
- •Качественное определение в воде анионов
- •Качественный анализ анионов
- •Построение калибровочной кривой
- •2.5. Задание к лабораторной работе
- •3. Гетерогенные процессы в системах
- •3.1. Восстановление диоксида углерода
- •3.1.1. Основные положения
- •3.1.2. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
- •3.1.3. Расчет показателей процесса восстановления диоксида
- •3.1.4. Задание к лабораторной работе по восстановлению диоксида углерода
- •3.2. Разложение карбонатов и синтез силикатов
- •3.2.1. Общие положения
- •3.2.2. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
- •3.2.3. Методы анализа
- •3.2.4. Расчет показателей процесса разложения карбонатов по экспериментальным данным
- •Степень разложения карбоната рассчитывают по формуле
- •Выход со2определяют по формуле
- •Скорость разложения карбонатов находим по формуле
- •3.2.5. Задание к лабораторной работе
- •3.3. Обжиг сульфидных руд
- •3.3.1. Общие положения
- •3.3.2. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
- •3.3.3. Расчет показателей процесса обжига сульфидных руд по экспериментальным данным
- •3.3.4. Задание к лабораторной работе
- •3.4. Система твердое – твердое
- •3.4.1. Спекание соды с оксидом железа. Общие положения
- •3.4.2. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •3.4.4. Расчет показателей процесса спекания соды с оксидом железа
- •Выход феррита натрия рассчитывается по формуле
- •Скорость каустификации V, см3/с, рассчитывается по формуле
- •3.4.5. Задание к лабораторной работе
- •4. Гетерогенные процессы в системе
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Абсорбция диоксида серы
- •4.2.1. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
- •4.2.2. Расчет показателей процесса абсорбции диоксида серы
- •4.2.3. Задание к лабораторной работе
- •5. Гетерогенно-каталитические процессы
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Каталитическое окисление диоксида серы
- •5.2.1. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
- •5.2.2. Методика определения содержания so2 в газовой смеси
- •5.2.3. Расчет показателей процесса каталитического окисления диоксида серы
- •Условное время контактирования определяют по формуле
- •5.2.4. Задание к лабораторной работе
- •6. Химические реакторы
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Периодический реактор идеального смешения
- •Порядок выполнения работы
- •6.2.2. Расчет показателей процесса омыления эфира в периодическом реакторе
- •6.2.3. Задание к лабораторной работе
- •КордиковВасилий Дмитриевич
- •Редактор р.М. Рябая
- •Тираж 350 экз. Заказ___________
- •220050. Минск, Свердлова, 13а. Лицензия лв № 276 от 15.04.03.
3.3.2. Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
Схема установки представлена на рис. 5.
Для обжига колчедана в неподвижном слое используется горизонтальная трубчатая печь 4 с электрообогревом, в кварцевую трубку которой помещается лодочка 5 с навеской колчедана. Температура в печи измеряется с помощью термопары и регулируется с помощью автоматического потенциометра 6. Воздух подается в печь компрессором, объемный расход воздуха измеряется реометром 3 и регулируется краном 1. Газовая смесь, выходящая из печи, направляется на анализ для определения содержания SO2 через распределитель 7 в поглотительные склянки (дрекселя) 8, в которых находится точное количество 0,1 н раствора йода.
Рис. 5. Схема лабораторной установки:
1 − вентиль; 2 − торзионные весы; 3 − ротаметр; 4 − трубчатая печь; 5 − фарфоровая лодочка; 6 − регулирующий потенциометр; 7 − распределительная гребенка; 8 − поглотительные склянки; 9 − емкость с 0,1 н раствором Na2S2O3; 10 − бюретка для титрования
Порядок выполнения работы
Перед началом работы включите печь, затем проведите взвешивание навески колчедана и подготовьте поглотительные склянки с раствором йода.
Взвешивание колчедана производится в фарфоровой лодочке на аналитических весах 2 с точностью до 0,0002 г. Необходимая масса рассчитывается исходя из заданного количества серы в навеске (по заданию преподавателя) и ее содержания в колчедане. После этого в поглотительные склянки наливают по 10 мл 0,1 н раствора йода и 150 мл дистиллированной воды. Количество поглотительных склянок определяется исходя из общего содержания серы в навеске колчедана.
После достижения заданной температуры в печи включите компрессор, быстро поместите лодочку с колчеданом в центр печи и плотно закройте отверстие трубки пробкой, с которой соединен стеклянный распределитель 7. Затем откройте один из кранов распределителя и очень быстро установите вентилем 1 заданный расход воздуха по реометру 3. Начало пропускания газа через поглотительную склянку зафиксируйте секундомером как начало опыта. Анализ газовой смеси, выходящей из печи, производится непрерывно, последовательным пропусканием ее при помощи системы кранов через поглотительные склянки с раствором йода до полного его обесцвечивания. После полного обесцвечивания раствора в склянке быстро переключайте кран для подачи газа в следующую склянку. При этом фиксируйте время обесцвечивания каждой склянки. Остаток раствора йода в последней склянке, который не обесцветился в течение 10 мин, оттитруйте 0,1 н раствором тиосульфата натрия.
После завершения серии опытов выключите печь, компрессор, достаньте лодочку из печи и поместите ее на фарфоровую подставку. Охлажденную лодочку взвесьте на аналитических весах.
3.3.3. Расчет показателей процесса обжига сульфидных руд по экспериментальным данным
По результатам эксперимента рассчитывают коэффициент избытка воздуха и основные технологические показатели процесса степень Хs и скорость vs выгорания серы из колчедана.
Коэффициент избытка воздуха рассчитывают по формуле
= Vп/Vт, (38)
где Vппрактический объем воздуха, прошедший через печь за время опыта, мл;Vттеоретический объем воздуха, который необходим для полного выгорания серы из навески колчедана, мл.
Практический расход воздуха определяют исходя из опытных данных объемного расхода воздуха и общего времени пропускания его через печь. Теоретический объем воздуха определяют исходя из содержания серы в колчедане по уравнению
4FeS2+ 11O2= 2Fe2O3+ 8SO2.
При этом принимают, что вся сера в колчедане содержится в виде FeS2.
Скорость выгорания серы vsза промежуток времениt рассчитывают по формуле
vs=Mst/t, (39)
где Mst масса серы, которая выгорела за промежуток времениt, мг;tпродолжительность выгорания серы (время обесцвечивания одного дрекселя), с.
Масса серы, которая выгорела за промежуток времени t, рассчитывается по реакции взаимодействия диоксида серы с йодом
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI.
В соответствии с законом эквивалентов, количество йода, моль экв, которое обесцветилось в поглотительной склянке, равно количеству диоксида серы, мольэкв, вступившего в реакцию, а следовательно, и количеству серы, мольэкв, поскольку при горении серы образуется эквивалентное количествоSO2. Исходя из этого, массу серы, мг, соответствующую обесцвечиванию одного дрекселя можно рассчитать по формуле
Mst = VJ NJ Ms fэкв 1000, (40)
где VJобъем раствора йода с концентрациейNJ, добавленный в поглотительную склянку, л;NJнормальная концентрация раствора йода, мольэкв/л;Msмалярная масса серы, г/моль;fэквфактор эквивалентностиSO2.
Степень выгорания серы Xsрассчитывают по формуле
Xs =Мst/Msн, (41)
где Мstмасса серы, которая сгорела к моменту времениt, мг;Msн масса серы в навеске колчедана, взятой для опыта, мг.
Экспериментальные данные и результаты расчетов сводятся в табл. 6.