3 Расчетная часть

3.1 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.

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:

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

- 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)

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:

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