Получение хлорида бария
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
и газами Q= 45772,5х - 2975,3х = 42797,2х кДж
Расход тепла
1.Теплоты реакций
1.1. На реакцию синтеза BaCl2: Q= 475,1 кДж/моль или 475,1*1000/208,3 = 2280,3 кДж/кг BaCl2.
На 838,95 кг BaCl2 расходуется 1910945 кДж
.2. На восстановление Fe2O3 до Fe: -462,11 (16,49/(2*159,7*10-3)) = -20857,8 кДж
? Q = 1931802,8 кДж
2.С плавом после прокалки
Q BaCl2 = 365,58*1198*838,95 = 367430,6 кДж
Q SiO2 = 437*1198*27,49 = 14391,7 кДж
Q Fe = 446,44*1198*11,53 = 6166,65 кДж
QСаО = 764,3*1198*10,99 = 10062,79 кДж
QСаS = 661,2*1198*290,39 = 230023,03 кДж
QСаСl2 = 678,02*1198*13,41 = 10892,51 кДж
Q Al2O3 = 775,2*1198*16,49 = 15314,09 кДж
Q кокс = 1089*1198*25,67 = 33489,65 кДж
Qзола = 976*1198*32,09 = 37521,17 кДж
Q MgO = 365,7*1198*5,5 = 2409,60 кДж
Q BaS = 291,44*1198*20,47=7147,0 кДж
Q BaSO4 = 606,9*1198*49,48=35975,23 кДж
? Q = 750824,04 кДж
. С продуктами сухой перегонки (теплоемкость принята 3,5 кДж/(кг*С)
,5*25,67*973 = 83419,18 кДж
. С отходящими газами
Определим состав продуктов сгорания 1 кг мазута:
кмоль% (об.)
СО2 0,87/12 = 0,075010,94
Н2О0,0554 9,30
в том числе
от сжигания Н20,108/2 = 0,0540
влага воздуха18,62*0,0013/18 = 0,0014
SО2 0,007/32 = 0,0002 0,02
N2 0,508274,50
в том числе
мазута0,005/28 = 0,0002
воздуха11,38/22,4 = 0,5080
О2 (избыток) (3,02-2,22)/22,4 = 0,0357 5,24
Общий приход тепла:
229902,92+541292,17+110654,21+45347,3х+45772,5х = 881849,3+91119,8х
Расход тепла:
1937560,8+770824,04+87419,18+2975,3х+42797,2х = 2795804,02+45772,5х
Тепловой баланс:
881849,3+91119,8х = 2795804,02+45772,5х
Х = 52,2 (кг)
Таблица 10. Тепловой баланс стадии прокаливания
ПРИХОДРАСХОДСтатьи приходаQ, кДжСтатьи расходаQ, кДж1. Барит 2. Плав хлористого кальция 3. Кокс 4. Тепло от сгорания мазута и тепло мазута 5. Воздух269902,92 581292,20 120654,21 2367129,06 22195,441. Плав после прокаливания 2. Продукты сухой перегонки 3. Отходящие газы 4. Потери тепла 5. Тепло от химических реакций750824,04 83419,18 489571,83 125557,66 1931802,80Итого:3361173,833381175,51
Дисбаланс: 100* (3381175,51 - 3361173,83)/ 3361173,83 = 0,5%
Таблица 13. Расчет теоретических и практических расходных коэффициентов на основе расчета материального баланса
Исходное сырьеЗначение расходных коэффициентовТеоретическогоПрактического1. Барит1,0621,0992. Плав хлористого кальция0,6990,7223. Кокс0,2460,3214. Вода1,9232,209
На основании рассчитанных значений расходных коэффициентов, можно сделать вывод о том, что теоретические коэффициенты меньше практических. Таким образом, на производство целевого продукта требуется больше сырья, чем рассчитывается по реакциям.
3.7 Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта
В первую очередь необходимо усовершенствование технологии, применение высокоэффективного оборудования, механизацию и автоматизацию производства.
Одной из важных задач в производстве хлорида бария является замена каменного угля, применяющегося до настоящего времени в качестве восстановителя. Применение каменного угля приводит к ненужному повышению температуры процесса восстановления (в печах) и снижению качества плава хлорида бария. В качестве восстановителя должен быть применен газ или кокс (нефтяной или коксовая мелочь). Кокс содержит основного вещества (углерода) на 30 - 35% больше, чем каменный уголь. Отсюда следует, что при работе на каменном угле в состав шихты вводится до 10 - 12% балласта, что приводит к необходимости повышения температуры процесса примерно на 100 - 1500С, то есть к непроизвольному повышению расхода топлива. Соответственно увеличивается и количество получаемого в производстве шлама.
Необходимо также сконцентрировать внимание на усовершенствование одной из основных стадий получения хлорида бария - выщелачивании. Следует стремиться к осуществлению непрерывного процесса. Для этого разработан выщелачиватель плава хлористого бария, представляющий собой вращающийся горизонтальный барабан, разделенный внутри секторными перегородками, на которых установлены перевалочные карманы для передвижения и дозировки плава. Кроме того, на перегородках под углом 90є по отношению к центру перевалочных карманов имеются отверстия, обеспечивающие равномерное распределение растворителя. В конце барабанного выщелачивателя установлена сортировочная сетка, дающая возможность в значительной степени отделить крупные частицы шлама от растворов и мелких частиц.
Одним из достижений в производстве соединений бария является широкое применение барабанных вакуум-фильтров и специальных сеток из органических материалов. Применение вакуум-фильтров резко улучшает технико-экономические показатели производства.
Заключение
В данной курсовой работе рассмотрена технология производства хлористого бария хлоркальциевым способом. Дана характеристика основного и вспомогательного сырья. Отмечены физико-химические основы процесса и описание технологической схемы производства. Произведен расчет материальных балансов основных стадий процесса, а также расчет теплового баланса наиболее энергоемкой стадии. На основании материального баланса были рассчитаны теоретические и практические расходные коэффициенты.
Особое внимание отведено экологической стороне процесса производства хлористого бария. Описаны основные виды отходов, способы их утилизации и переработки. Также рассмотрены перспективы совершенствования процесса получения продукта.
Список использованной литературы
химический отход производство технологический
1.А.А. Фурман. Неорганические хлориды (химия и технология). М.: Химия, 1980, 416 с.
2.Позин М.Е. Технология минеральных солей Т1. Л.: Химия, 1974. 1554 с.
.М.Г. Габриелова, М.А. Морозова. Производство неорганических яд?/p>