Станция обжига известняка в вертикальных печах в производстве кальцинированной соды
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ле
WВ = mВ*100% /mизв.,
где WВ - массовый процент вещества в известняке, %;
mВ - масса вещества, кг;
mизв. - масса известняка, кг.
mВ = WВ* mизв /100%
,0 кг известняка содержит (в кг):
mСаСО3 = 92,5*1000 / 100 = 925 кг СаСO3
mMgСО3 = 1,5*1000 / 100 = 15 кг MgСО3
mH2O = 1,5*1000 / 100 =15 кг H2О
mпримесей =4,5*1000/100=45 кг примесей
Примеси соотносятся Fе2О3 :Аl2О3 : SiО2 =1:0,8:1,2 (в общем 3%); в пересчете на массу это составит
m Fe2O3 = 45/3= 15 кг Fе2О3
mAl2O3= 15*0,8 = 12 кг Аl2О3
mSiO2 = 15*1,2 = 18 кг SiО2
. Масса разложившегося СаСО3 с учетом степени обжига составляет
mСаСО3 разл. = mСаСО3 * ? обжига,
где mСаСО3 - масса известняка, кг;
? обжига - степень обжига известняка,%.
mСаСО3 разл. = 925*0,93 = 860,25 кг СаСО3
. Масса неразложившегося СаСО3:
mСаСО3 неразл. = mСаСО3 - mСаСО3 разл.
mСаСО3 неразл. = 925-860,25 = 64,75 кг СаСО3 неразл.
4. По реакции: СаСО3 = СаО + СО2 (3.6.4) определяем количество извести (оксида кальция) и углекислого газа [2,с.19]
mСаСО3 разл./ МСаСО3 = mСаО/ МСаО
mСаО = mСаСО3 разл.* МСаО / МСаСО3,
где mСаСО3 - масса разложившегося известняка, кг;
mСаО - масса извести, кг;
МСаСО3, МСаО - молярные массы известняка и извести, кг/моль.
mСаО = 860,25*56 / 100 = 481,74 кг СаО
. Масса СО2 по реакции (3.6.4) составит
mСаСО3 разл./ МСаСО3 = mСО2/ МСО2
mСО2 = mСаСО3 разл.* МСО2 / МСаСО3
где mСаСО3 - масса разложившегося известняка, кг;
mСО2 - масса углекислого газа, кг;
МСаСО3, МСО2 - молярные массы известняка и углекислого газа , кг/моль.
mСО2 = 860,25*44 / 100 = 378,51 кг СО2
6. По реакции : MgСО3 = MgО + СО2 (3.6.5) определяем количество оксида магния и углекислого газа [2, с.24]
mMgСО3 разл./ МMgСО3 = mMgО/ МMgО
mMgО = mMgСО3 разл.* МMgО / МMgСО3,
где mMgСО3 разл - масса разложившегося карбоната магния, кг;
mMgО - масса оксида магния, кг;
МMgСО3, МMgО - молярные массы карбоната магния и оксида магния, кг/моль.
mMgО = 15*40.3 / 84.3 = 7,17 кг MgО
. Масса СО2 по реакции (3.6.5) составит
mMgСО3 разл./ МMgСО3 = mСО2/ МСО2
mСО2 = mMgСО3 разл.* МСО2 / МMgСО3,
где mMgСО3 разл - масса разложившегося карбоната магния, кг;
mСО2 - масса углекислого газа, кг;
МMgСО3, МСО2 - молярные массы карбоната магния и углекислого газа, кг/моль.
mСО2 = 15*44 / 84.3 = 7,83 кг СО2
. Всего образовалось стехиометрического количества СО2:
mСО2 = m1СО2 + m2СО2
mСО2 = 378,51+7,83 =386,34 кг СО2
На основании приведенного выше материального расчета процесса горения топлива и обжига известняка составляем предварительный тепловой баланс известковой печи. Обозначаем через (х) количество (в кг) топлива необходимого для обжига 1000,0 кг/ч известняка.
Затем составляем материальный баланс и тепловой печи. На 1000,0 кг/ч исходного известняка в полученной извести содержится 0,0098х кг несгоревшего углерода и 0,08х кг золы.
За счет влаги воздуха частично происходит гидратация извести:
СаО + Н2О = Са(ОН)2 (3.6.6) [2,с.10]
. Количество образовавшейся гидроокиси кальция определяется содержанием влаги в воздухе:
mН2О / МН2О = mСа(ОН)2/ МСа(ОН)2
mСа(ОН)2 = mН2О* МСа(ОН)2 / МН2О,
где mСа(ОН)2 - масса гидроокиси кальция, кг;
mН2О - масса паров воды, кг;
МСа(ОН)2 , МН2О - молярные массы гидроокиси кальция и воды, кг/моль.
mСа(ОН)2 = 0,06933х*74 / 18 = 0,2850х кг Са(ОН)2
.В этом количестве Са(ОН)2 содержится оксида кальция:
mН2О / МН2О = mСаО/ МСаО
mСаО = mН2О* МСаО / МН2О,
где mСаО - масса оксида кальция , кг;
mН2О - масса паров воды, кг;
МСаО , МН2О - молярные массы оксида кальция и воды, кг/моль.
mСаО = 0,06933х*56 / 18 = 0,2157х кг СаО
Состав выходящей из печи извести ( в кг):
СаО 481,74 - 0,2157х
Са(ОН)2 0,2850х
MgО 7,17
СаСО3 неразл. 64,75е2О3 15,00
Аl2О3 12,00О2 18,00
Зола 0,0800х
Снесгор. 0,0098х
Итого: 598,66 +0,1591х
Состав выходящих из печи газов ( в кг)
СО2 386,34 + 3,1401х
СО 0,0553х
О2 0,1389х2 5,2574х
Н2О 15,00 +0,0300х
Итого: 401,34 +8,6217х
.6.2 Расчет теплового баланса
I. Приход тепла.
Q прихода = Q физич СаСО3 + Q физич С + Q физич воздух + Q1реакции + Q2реакции
) Физическое тепло известняка (расчет ведем на 1000 кг/ч известняка)
Q физич СаСО3 = (mСаСО3 - mН2О)* CСаСО3* t СаСО3 + mН2О*iН2О ,
где CСаСО3 - теплоемкость известняка, кДж/кг*град (CСаСО3=0,816 кДж/кг*град), [3, приложение];
iН2О - энтальпия воды при 160 С, кДж/кг (iН2О=67,1 кДж/кг); [3,приложение, таблица ХХ]
mН2О - масса воды в известняке, кг;
mСаСО3 - масса известняка, кг;
t СаСО3 - температура поступающего известняка, 0С.
Q физич СаСО3 =(1000-15)*0,816*16+15*67,1=13866,660 кДж
) Физическое тепло кокса
Q физич С = (mС - mН2О)* CС* t С + mН2О*iН2О,
где CС - теплоемкость кокса, кДж/кг*град (CС =1,047 кДж/кг*град) ;[3 приложение]
iН2О - энтальпия воды при 160 С, кДж/кг( iН2О=67,1 кДж/кг);
mН2О - содержание влаги в коксе, кг.
Q физич С = (1-0,03)*х*1,047*16 + 0,03*х*67,1 = 18,262х кДж
) Физическое тепло воздуха
Q физич воздух = m воздуха* iвоздуха ,
где iвоздуха - энтальпия воздуха, кДж на кг сухого воздуха (iвоздуха =35,51 кДж), [3,приложение, таблица ХIХ];
m воздуха- масса сухого воздуха, кг.
Q физич воздух =7,7115*35,51 = 273,835х кДж
)Тепло сгорания кокса
Q1реакции = Q1 реакции + Q11 реакции
Тепло от сгорания углерода до СО2
Q1 реакции = mСО2 * Qr1 ,
где mСО2 -масса углекислого газа, кг;
Qr1 - теплота сгорания углерода до СО2, кДж на 1 кг СО2(Qr1 =8941,2 кДж). [1]
Q1 реакции =3,1401х*8941,2 = 28076,262х кДж
Тепло от сгорания углерода до СО
Q11 реакции = mСО * Qr 2,
где mСО -масса оксида углерода, кг;
Qr2 - теплота сгорания угле