3 Расчетная часть
3.1 Расчет материального баланса
3.1.1 Эффективный фонд рабочего времени Тэф, ч, рассчитали по формуле:
Тэф = Тпол – Тк.р – Тт.р, (3.1)
где Тпол – календарный фонд рабочего времени, ч;
Тк.р – время, затрачиваемый на капитальный ремонт, ч;
Тт.р – время, затрачиваемый на текущий ремонт оборудования, ч.
3.1.2 Годовой фонд рабочего времени Тгод , ч, определили по формуле:
Тгод = n∙τсут, (3.2)
где n – количество дней в году;
τсут – 24 часа.
Тгод = 365∙24 =8760 ч
Тэф = 8760 – 192 – 106 = 8462 ч
3.1.3 Часовую производительность установки Gгод, кг/ч определили по формуле:
(3.3)
где Gгод – годовая производительность установки, т/ч;
Тэф – 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.
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
Gс → 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 хс, %, определили по формуле:
хс = 17,65 + 0,35 + 0,046 + 0,005 + 0,29 + 0,26 + 0,005 = 18,60 %
3.1.9 Содержание жидкой фазы в суспензии хос, %, определили по формуле:
хос = 100 – 18,60 = 81,40 %
3.1.10 Содержание твердого вещества в суспензии Gт1, кг/ч, определили по формуле:
Gт = Gc ∙ хс (3.5)
Gт = 17283,14 ∙ 0,1860 = 3214,66 кг/ч
3.1.11 Количество компонентов в твердой фазе определили по формуле:
- 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
3.1.12 Количество жидкого вещества в суспензии Gж1, кг/ч, определили по формуле:
Gж = Gc – Gт2 (3.6)
Gж = 17283,14 – 3214,66 = 14068,48 кг/ч
3.2.11 Содержание твердой фазы в осадке Gт2, кг/ч, определили по формуле:
(3.7)
3.1.12 Содержание жидкой фазы в осадке Gж2, кг/ч, определили по формуле:
Gж2 = Gос – Gт2 (3.8)
Gж2 = 60,49 – 48,39 = 12,10 кг/ч
3.1.13 Количество фильтрата Gф, кг/ч, определили по формуле, согласно /4, с.40/
Gф = Gс - Gос, (3.9)
Gф = 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:
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 |
100 |
Осадок, в том числе |
60,49 |
100 |
твердая фаза |
3214,66 |
18,60 |
твердая фаза |
48,39 |
80 |
NaCL |
3050,47 |
17,65 |
CaCO3 |
38,71 |
64 |
Mg2+, Ca2+ |
60,49 |
0,35 |
Mg(OH)2 |
9,68 |
16 |
Na2CO3 |
7,95 |
0,046 |
H2O |
12,10 |
20 |
Fe3+ |
0,86 |
0,005 |
Фильтрат |
17283,14 |
100 |
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 |
100 |
Всего |
17283,14 |
100 |