Получение хлорида бария
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
?унок 6. Трехкорпусная выпарная установка
Чем больше корпусов в батарее, тем большее число раз используется тепло пара. Но для того, чтобы батарея работала, давление в корпусах должно понижаться от первого корпуса к последнему. Это условие ограничивает количество корпусов в батарее. Разность давлений определяет разность температур в выпарной батарее, которая определяется температурой конденсации греющего пара в I корпусе и сокового пара в последнем корпусе батареи. Чем больше общая разность температур, т.е. чем больше разность давлений греющего пара в I корпусе и сокового пара в последнем корпусе, тем большее количество корпусов может работать в батарее.
При выпаривании в многокорпусной установке получаются более чистые растворы хлористого бария, чем, например, в огневых башнях.
3.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования
Отходы производства - это разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, образующиеся в процессе изготовления продукции и характеризующиеся потребительской ценностью, но использование которых в материальном производстве в виде вторичных материальных ресурсов требует дополнительных технологических операций.
В современных технологических схемах должно предусматриваться не только сокращение или ликвидация отходов производства, но также рациональное использование и снижение энергоресурсов, т.е. переход к созданию энерготехнологических процессов.
Водо- и кислоторастворимые соединения бария являются ядами, 0,2-0,5 хлорида бария при приеме внутрь вызывают отравление, смертельная доза составляет 0,8-0,9 г. Кроме того, в производстве соединений бария получаются некоторые другие сильнодействующие вещества, обезвреживание и использование которых является первой необходимостью.
Отходами в производстве хлорида бария являются дымовые газы, шлам от выщелачивания плава хлорида бария и маточный раствор.
Отходы, идущие в отвал, содержат более 20% мас. CaS, 8 - 10% мас. BaSO4 и другие нерастворимые вещества, а также 18 - 20% мас. влаги и около 1% мас. BaCl2. Все они классифицируются как шламы. Обычно представляют собой амфорные или мелкокристаллические массы, содержащие от 20 до 80% мас. воды и плохо поддающиеся транспортированию без предварительной обработки (сушки, вымораживания).
Отходящие газы. В отходящих газах производства хлорида бария содержится 5-12% кислорода, 4-11% двуокиси углерода, 0,01-0,03% водорода, 0,43-3,2% паров воды, 0,008-0,25% сернистого ангидрида, до 1,8% механических примесей (в основном сажа), а иногда и незначительное количество сероводорода и хлора.
Сернистый ангидрид образуется в результате побочных реакций, протекающих в печах. Извлечение сернистого ангидрида из отходящих газов имеет как экономическое, так и экологическое значение, т.к. предельно допустимая концентрация сернистого ангидрида в атмосферном воздухе населенных мест составляет всего 0,05 мг/м3.
Наиболее распространен аммиачный метод очистки отходящих газов от сернистого ангидрида. Абсорбционным раствором является смесь сульфита, бисульфита и сульфата аммония, которая циркулирует в замкнутом цикле. Сульфатный раствор упаривают до кристаллизации из его сульфата аммония. Нитратный раствор после упарки может быть применен в сельском хозяйстве в качестве удобрения.
Шлам от выщелачивания плавок хлорида бария. Шлам содержит до 20% сульфида кальция, некоторое количество двуокиси кремния, сульфата бария (до 4%), полуторных окислов, окиси и хлорида кальция, хлорида бария (1-2%) и др. примесей.
Разработан способ использования шлама для получения тиосульфата натрия. Для этого шлам подвергается окислению кислородом воздуха в присутствии серы и при повышенной температуре.
CaS + 2S + 3O2 = 2CaS2O3(3.4)
По другому способу содержащийся в шламе сульфид кальция разлагают соляной кислотой или при кипячении с растворами хлорида кальция:
CaS + 2HCl = H2S + CaCl2 (3.5)+ 2H2O + CaCl2 = H2S + Ca(OH)2 + CaCl2 (3.6)
Выделяющийся сероводород перерабатывают, а хлористый кальций после упарки используют в производстве.
Разработан также способ использования шлама, образующегося в производстве хлористого бария, для производства стройматериалов.
.6 Технологические расчеты
Расчет материального баланса производства
ПРОКАЛИВАНИЕ
Исходные данные:
Сырье: молотый барит I сорта; хлористый кальций в виде плава; кокс.
Содержание влаги в барите (% мас.)…………………………………. 3,00
Содержание BaSO4 в барите (% мас. От сухой массы)……………. 90,00
(Примеси: SiO2 - 2,5%, Fe2O3 - 1,5%, Al2O3 - 1,5%, СaO - 1,0%, MgO - 0,5%)
Содержание CaCl2 в плаве хлористого кальция (% мас.)………….. 65,00
Состав кокса (в% мас. на рабочую массу)
углерод………………………………………………………………. 80,00
водород………………………………………………………………2,02
азот………………………………………………………………………0,58
кислород…………………………………………………………………2,29
сера горючая……………………………………………………………1,91
влага………………………………………………………………….. 3,19
зола…………………………………………………………………….. 10,00
Реакции, идущие в печи:
1) BaSO4 + 4C = BaS + 4CO (3.7)
2) BaS + CaCl2 = BaCl2 + CaS(3.8)
3) 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2 (3.7)
Остальные примеси в реакции не вступают.
Основная реакция:
BaSO4 + 4C + CaCl2 = BaCl2 + CaS + 4CO(3.8)
Приход.
) Расчет количества барита.
Нам необходимо получить 838,95 кг хлорида бария. По реакции (1) для получения данного ко