Расчет материального баланса

Еще по теме

Вот так устроена стая волков +9 1 19:39

Рыбалка на налима осенью +2 18:17

Госпожа удача +4 15:40

все темы →

Вот, такие получаются готовые Поппера. Чтобы добавить окраску, можно поместить внутрь шприца цветную фольгу от конфет и шоколадок, например, обернуть фольгой пробочные цилиндры.

 

Расчет материального баланса

3.1.1 Эффективный фонд рабочего времени Т_эф, ч, рассчитали по формуле:

Т_эф = Т_пол – Т_к.р – Т_т.р, (3.1)

где Т_пол – календарный фонд рабочего времени, ч;

Т_к.р – время, затрачиваемый на капитальный ремонт, ч;

Т_т.р – время, затрачиваемый на текущий ремонт оборудования, ч.

3.1.2 Годовой фонд рабочего времени Т_год, ч, определили по формуле:

Т_год = n∙τ_сут, (3.2)

где n – количество дней в году;

τ_сут – 24 часа.

Т_год = 365∙24 =8760 ч

Т_эф = 8760 – 192 – 106 = 8462 ч

3.1.3 Часовую производительность установки G_год, кг/ч определили по формуле:

(3.3)

где G_год – годовая производительность установки, т/ч;

Т_эф – эффективный фонд рабочего времени, ч.

3.1.4 Составили схему материальных потоков

G₂

G₁ Фильтр ЛВАЖ - 250Т

G₃

Рисунок 3.1 – Схема материальных потоков

где G₁ – расход неочищенного рассола, кг/ч;

G₂ – выход очищенного рассола, кг/ч;

 

G₃ – выход осадка.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

3.1.5 Исходные данные для расчета материальных потоков:

Массовая концентрация веществ в очищенном рассоле, г/дм³:

- хлоридов в пересчете на NaCl 305,0

- кальция Ca, магния Mg 6,0

- углекислого натрия Na₂CO₃ 0,8

- соединение ионов Fe 0,1

- аммиака в пересчете на ион аммония NH₃ 5,0

- cоединение ионов SO₄ 4,5

- гидроксида натрия NaOH 0,1

Содержание влаги в осадке, % 20

3.1.6 Определили количество NaCL, пошедшее на получение NaOH по уравнению реакции

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + CL₂ (3.4)

58,5 г/моль NaCl → 40 г/моль NaOH

G_с → 11817,53 кг/ч NaOH

3.1.7 Состав рассола пересчитали из г/дм³ в % массовые

- хлоридов в пересчете на NaCl

- кальция Ca, магния Mg

- углекислого натрия Na₂CO₃

 

- соединение ионов Fe³⁺

- аммиака в пересчете на ион аммония NH₄

- cоединение ионов SO₄

- гидроксида натрия NaOH

3.1.8 Содержание твердой фазы в суспензии х_с, %, определили по формуле:

х_с = 17,65 + 0,35 + 0,046 + 0,005 + 0,29 + 0,26 + 0,005 = 18,60 %

3.1.9 Содержание жидкой фазы в суспензии х_ос, %, определили по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

х_ос = 100 – 18,60 = 81,40 %

3.1.10 Содержание твердого вещества в суспензии G_т1, кг/ч, определили по формуле:

G_т = G_c ∙ х_с (3.5)

G_т = 17283,14 ∙ 0,1860 = 3214,66 кг/ч

3.1.11 Количество компонентов в твердой фазе определили по формуле:

- хлоридов в пересчете на NaCl

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

- кальция Ca, магния Mg

- углекислого натрия Na₂CO₃

- соединение ионов Fe³⁺

- аммиака в пересчете на ион аммония NH₄

- cоединение ионов SO₄

- гидроксида натрия NaOH

3.1.12 Количество жидкого вещества в суспензии G_ж1, кг/ч, определили по формуле:

G_ж = G_c – G_т2 (3.6)

G_ж = 17283,14 – 3214,66 = 14068,48 кг/ч

3.2.11 Содержание твердой фазы в осадке G_т2, кг/ч, определили по формуле:

(3.7)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

3.1.12 Содержание жидкой фазы в осадке G_ж2, кг/ч, определили по формуле:

G_ж2 = G_ос – G_т2 (3.8)

G_ж2 = 60,49 – 48,39 = 12,10 кг/ч

3.1.13 Количество фильтрата G_ф, кг/ч, определили по формуле, согласно /4, с.40/

G_ф = G_с - G_ос, (3.9)

G_ф = 17283,14 – 60,49 = 17222,65 кг/ч

3.1.14 Количество CaCO₃ в твердой фазе определяем по формуле:

3.1.15 Количество Mg(OH)₂ в твердой фазе определяем по формуле:

3.1.16 Находим количество H₂O в осадке по формуле:

3.1.17 Находим количество Mg⁺, Ca²⁺ в фильтрате по формуле:

3.1.18 Находим количество Fe³⁺ в фильтрате по формуле:

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

Таблица 3.1 – Материальный баланс процесса фильтрования.

Приход	Расход
Материаль ные потоки	кг/ч	%	Материаль ные потоки	кг/ч	%
Суспензия в том числе	17283,14		Осадок, в том числе	60,49
твердая фаза	3214,66	18,60	твердая фаза	48,39
NaCL	3050,47	17,65	CaCO3	38,71
Mg2+, Ca2+	60,49	0,35	Mg(OH)2	9,68
Na2CO3	7,95	0,046	H2O	12,10
Fe3+	0,86	0,005	Фильтрат	17283,14
NH3	50,12	0,29	Mg2+, Ca2+	60,49	0,35
SO4	44,93	0,26	Fe3+	0,86	0,005
NaOH	0,86	0,005	H2O	17222,65	99,645
Жидкая фаза	14068,48	81,40
Всего	17283,14		Всего	17283,14

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

3.3 Конструктивный расчет

3.3.1 Плотность суспензии ρ_ф, кг/м³, определили по формуле:

где ω – влажность осадка, %;

ρ_т – плотность твердой фазы, кг/м³;

ρ_ж – плотность жидкой фазы, кг/м³.

3.3.2 Плотность осадка ρ_ос, кг/м³, определили по формуле:

3.3.3 Объемную производительность фильтра по фильтрату V_ф, м₃/с, определили по формуле:

3.3.4 Объемную производительность фильтра по осадку V_ос, м³/с, определили по формуле:

(3.4)

3.3.5 Соотношение объемов осадка и фильтрата u, определили по формуле:

(3.5)

 

3.3.6 Удельное сопротивление осадка r_о, Па∙с/м², определили по формуле:

r_о = 0,69 ∙ 10⁸ ∙ ∆Р^0,33, (3.6)

где ∆Р – перепад давления, Па

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

r_о = 0,69 ∙ 10⁸ ∙ 20000^0,33 = 1,812 ∙ 10⁹ Па∙с/м²

3.3.7 Площадь поверхности фильтрования F, м³, определили по формуле, согласно /5, с.86/

, (3.7)

где Q - производительность фильтра, ³/ч;

V - пропускная способность, м³/м²;

Т – длительность периода фильтрования.

3.3.8 Пропускную способность V, м³/м², определили по формуле, согласно /5, с.86/

, (3.8)

где δ – толщина слоя осадка, принимаем δ = 0,002 м;

U – объем осадка на 1 м³ фильтра в м³/м³.

3.3.9 Объем осадка U, м³/м³, определили по формуле, согласно /5, с.85/

, (3.9)

где с_с, с_ос – концентрация сухого вещества в суспензии и в мокром осадке, кгс/кгс;

ρ_ф, ρ_ос – плотность фильтрата и осадка, кг/м³.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП 240301.1.41.16.00.00 ПЗ

Окончательно к установке приняли 3 листовых фильтра марки ЛВАЖ – 250Т, со следующими техническими характеристиками:

поверхность фильтрования, м² 250

Диаметр, м 3000

Высота, м 4950

3.3.10 Диаметр штуцера для ввода рассола d₁, м, определили по формуле, согласно /4, с.25/

, (3.10)

где G – производительность, кг/с;

ρ – плотность рассола, кг/м²;

ω – скорость, м/с, принимаем, согласно /4, с.26/

Диаметр штуцера для ввода рассола приняли равным D_у = 200 мм.

3.3.11 Диаметр штуцера для вывода рассола d₁, м, определили по формуле, согласно (3.3.10)

Диаметр штуцера для вывода рассола приняли равным D_у = 300 мм.