Курсовая на тему Расчет барабанной вращающейся печи
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-07-10Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
МАЭ РФ
Государственный Технологический Институт
ТиОСП 080.11.01.00 РР
Преподаватель
_____________.
«______» _____________.
«_____» _____________.
Содержание
Введение........................................................................................................... 3
1 Цель расчета.............................................................................................. 4
2 Данные для расчета................................................................................... 4
3 Расчеты...................................................................................................... 5
3.1 Материальный баланс процесса разложения.......................................... 5
3.2 Тепловой баланс процесса разложения................................................... 9
3.3 Конструктивный расчет ......................................................................... 10
3.4 Определение мощности .......................................................................... 11
Заключение.................................................................................................... 12
Литература.................................................................................................... 13
Приложение А – Эскиз барабанной вращающейся печи…………………….14
В промышленных условиях фтороводород получают методом сернокислотного реагирования с флюоритом в барабанных вращающихся печах с электрическим обогревом или обогревом топочными газами.
Данная работа посвящена расчету барабанной вращающейся печи.
1 Цель расчета
Целью данного расчета является закрепление теоретических навыков по курсу “Технология и оборудование специальных производств” и применение их к конкретному материальному, тепловому балансу и определение конструктивных размеров печи.
Реакции протекающие в процессе
1) 
2) 
3) 
4) 
5) 
6) 
3 Расчеты
3.1 Материальный баланс процесса разложения
Учитывая состав плавикового шпата, определим расход каждого химического соединения:
кг/ч; 
кг/ч; 
кг/ч; 
кг/ч; 
кг/ч.
3.1.1 Расчет реакции 1
Расход серной кислоты с избытком
где 
- коэффициент избытка серной кислоты,
кг/ч.
где 
- степень разложения CaF2.
кг/ч,
Расход CaSO4
кг/ч,
Расход HF
кг/ч,
Непрореагировавший CaF2
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса этой реакции
Таблица 2 – Материальный баланс
3.1.2 Расчет реакции 2
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 3 – Материальный баланс
3.1.3 Расчет реакции 3
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 4 – Материальный баланс реакции
3.1.4 Расчет реакции 4
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 5 – Материальный баланс реакции
3.1.5 Расчет реакции 5
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 6 – Материальный баланс реакции
3.1.6 Расчет реакции 6
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч,
кг/ч.
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 7 – Материальный баланс реакции
3.1.7 Материальный баланс всего процесса
3.2 Тепловой расчет
;
;
Приход:
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Расход:
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
Дж/ч,
QФФ =16233600+370650+311030+52654+29884=16997818 Дж/ч,
QРСК =144456635,2+3884112=148340747,2 Дж/ч,
Qреакц.газа = 175087575 + 7637037 + 21374372,5 + 1763751 + 312537,75 +
+ 551355 = 206726628,3 Дж/ч,
Qотв.гипс = 305804768+2857505+341050,5+27392700,35 =336396023,9 Дж/ч.
Тепловой эффект реакции определяется по формуле:
DHреакц. = DHCaSO4 + 2DHHF - DHCaF2 - DHH2SO4;
DHреакц. = -1424 - 2×268,61 + 1214 + 811,3 = 64,08 кДж/моль.
Определим тепло реакции:
Qреакции = (950×64,08)/78 =780,46 кДж/ч,
,
Qпотерь = 0,1×420627274,4=42062727,44 Дж/ч.
Полученные результаты сведены в таблицу8.
Таблица 8 – Тепловой баланс процесса разложения
3.3 Конструктивный расчёт
Конструктивный расчёт производим при помощи двух методов.
3.3.1 Определение геометрических размеров при помощи эмпирических формул
Определим суточную производительность:
Диаметр барабана:
Длина барабана:
3.3.2 Определение геометрических размеров при помощи отношения L/D
Задаёмся L/D=10, L=10D.
Диаметр барабана определим по формуле:
где t - время процесса разложения, 4часа;
rМ – плотность материала, 2431кг/м3;
j - коэффициент заполнения аппарата, 0,2.
Принимаем D=1,4м и L=14м.
3.4 Определение мощности
Определим число оборотов барабана:
Принимаем n=0,1 об/с.
Мощность для вращения барабана:
N = 0,0013×D3×L×rCP×n×j;
N = 0,0013×1,43×14×2431×0,1×0,2 = 2,43кВт.
Государственный Технологический Институт
Кафедра МАХП
РАСЧЕТ БАРАБАННОЙ
ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИТиОСП 080.11.01.00 РР
Преподаватель
_____________.
«______» _____________.
Студент группы
_____________«_____» _____________.
Содержание
Введение........................................................................................................... 3
1 Цель расчета.............................................................................................. 4
2 Данные для расчета................................................................................... 4
3 Расчеты...................................................................................................... 5
3.1 Материальный баланс процесса разложения.......................................... 5
3.2 Тепловой баланс процесса разложения................................................... 9
3.3 Конструктивный расчет ......................................................................... 10
3.4 Определение мощности .......................................................................... 11
Заключение.................................................................................................... 12
Литература.................................................................................................... 13
Приложение А – Эскиз барабанной вращающейся печи…………………….14
Введение
Фтороводород занимает большое значение в химической промышленности. Его используют как для получения фтора, фторидов различных металлов, искусственного криолита, так и для получения фторорганических соединений. Важную роль занимает фтороводород в атомной промышленности.В промышленных условиях фтороводород получают методом сернокислотного реагирования с флюоритом в барабанных вращающихся печах с электрическим обогревом или обогревом топочными газами.
Данная работа посвящена расчету барабанной вращающейся печи.
1 Цель расчета
Целью данного расчета является закрепление теоретических навыков по курсу “Технология и оборудование специальных производств” и применение их к конкретному материальному, тепловому балансу и определение конструктивных размеров печи.
2 Исходные данные
Исходные данные представлены в таблице 1
Таблица 1 – Исходные данные 1 Состав плавикового шпата, %1.1 ФФ1.2 CaF2 1.3 SiO2 1.4 CaCO3 1.5 CaS 1.6 Ca3 (PO4)2 | 95Б 95,0 2,5 1,9 0,4 0,2 |
| 2 Состав серной кислоты, % 2.1 H2SO4 2.2 HF 2.3 H2O | 93 6,5 0,5 |
| 3 Избыток серной кислоты, % | 5 |
| 4 Температура серной кислоты, 0С | 80 |
| 5 Температура процесса, 0С | 250 |
| 6 Время процесса, час | 4 |
| 7 Степень разложения CaF2, % | 98,6 |
| 8 Производительность по плавикому шпату, т/час | 1 |
1)
2)
3)
4)
5)
6)
3 Расчеты
3.1 Материальный баланс процесса разложения
Учитывая состав плавикового шпата, определим расход каждого химического соединения:
3.1.1 Расчет реакции 1
Расход серной кислоты с избытком
где
где
Расход CaSO4
Расход HF
Непрореагировавший CaF2
Составляем таблицу материального баланса этой реакции
Таблица 2 – Материальный баланс
Приход | кг/ч | Расход | кг/ч |
| 1 CaF2 2 H2SO4(изб) | 950 1253,27 | 1 CaF2(ост) 2 CaSO4 3 HF 4 H2SO4(ост) | 13,3 1633,22 480,35 76,39 |
| Итого | 2203,27 | Итого | 2203,26 |
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 3 – Материальный баланс
Приход | кг/ч | Расход | кг/ч |
| 1 SiO2 2 HF | 25 33,3 | 1 SiF4 2 H2O | 43,3 15 |
| Итого | 58,3 | Итого | 58,3 |
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 4 – Материальный баланс реакции
Приход | кг/ч | Расход | кг/ч |
| 1 CaCO3 2 H2SO4(изб) | 19 19,551 | 1 CaSO4 2 H2O 3 CO2 4 H2SO4(ост) | 25,84 3,42 8,36 0,931 |
| Итого | 38,551 | Итого | 39,551 |
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 5 – Материальный баланс реакции
Приход | кг/ч | Расход | кг/ч |
| 1 CaS 2 H2SO4(изб) | 4 5,708 | 1 CaSO4 2 H2S 3 H2SO4(ост) | 7,55 1,88 0,272 |
| Итого | 9,708 | Итого | 9,708 |
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 6 – Материальный баланс реакции
Приход | кг/ч | Расход | кг/ч |
| 1 H2S 2 H2SO4(изб) | 1,88 5,69 | 1 S 2 SO2 3 H2O 4 H2SO4(ост) | 1,77 3,54 1,99 0,27 |
| Итого | 7,57 | Итого | 7,57 |
Составляем таблицу материального баланса
Таблица 7 – Материальный баланс реакции
Приход | кг/ч | Расход | кг/ч |
| 1 Ca3(PO4)2 2 H2SO4(изб) | 2 2,08 | 1 CaSO4 2 H3PO4 3 H2SO4(ост) | 2,63 1,26 0,19 |
| Итого | 4,08 | Итого | 4,08 |
Материальный баланс всего процесса представлен в таблице 8
Таблица 8 – Материальный баланс всего процесса Приход | Расход | ||
Статьи прихода | кг/ч | Статьи расхода | кг/ч |
| 1CaF2 2 SiO2 3 CaCO3 4 CaS 5 Ca3(PO4)2 6 H2SO4 7 HF | 950 25 19 4 2 1286,299 33,3 | 1 HF 2 SiF4 3 H2O 4 CO2 5 SO2 6 S 7 CaSO4 8 CaF2 9 H3PO4 10 H2SO4(ост) | 480,35 43,3 20,41 8,36 3,54 1,77 1669,24 13,3 1,26 78,053 |
| Итого | 2319,599 | Итого | 2319,583 |
Уравнение теплового баланса
Приход:
Расход:
QФФ =16233600+370650+311030+52654+29884=16997818 Дж/ч,
QРСК =144456635,2+3884112=148340747,2 Дж/ч,
Qреакц.газа = 175087575 + 7637037 + 21374372,5 + 1763751 + 312537,75 +
+ 551355 = 206726628,3 Дж/ч,
Qотв.гипс = 305804768+2857505+341050,5+27392700,35 =336396023,9 Дж/ч.
Тепловой эффект реакции определяется по формуле:
DHреакц. = DHCaSO4 + 2DHHF - DHCaF2 - DHH2SO4;
DHреакц. = -1424 - 2×268,61 + 1214 + 811,3 = 64,08 кДж/моль.
Определим тепло реакции:
Qреакции = (950×64,08)/78 =780,46 кДж/ч,
Qпотерь = 0,1×420627274,4=42062727,44 Дж/ч.
Полученные результаты сведены в таблицу8.
Таблица 8 – Тепловой баланс процесса разложения
| Приход | Расход | ||
| Статьи прихода | Дж/ч | Статьи расхода | Дж/ч |
| 1. Qфф 2. Qрск 3. Qэл.нагр. | 16997818 148340747,2 420627274,4 | 1. Qреак.газ 2. Qотв.гипс 3. Qреакции 4. Qпотерь | 206726628,3 336396023,9 780460 42062727,44 |
Итого | 585965839,6 | Итого | 282965840,1 |
Конструктивный расчёт производим при помощи двух методов.
3.3.1 Определение геометрических размеров при помощи эмпирических формул
Определим суточную производительность:
Диаметр барабана:
Длина барабана:
3.3.2 Определение геометрических размеров при помощи отношения L/D
Задаёмся L/D=10, L=10D.
Диаметр барабана определим по формуле:
где t - время процесса разложения, 4часа;
rМ – плотность материала, 2431кг/м3;
j - коэффициент заполнения аппарата, 0,2.
Тогда
L=10×1,34=13,4м.Принимаем D=1,4м и L=14м.
3.4 Определение мощности
Определим число оборотов барабана:
Принимаем n=0,1 об/с.
Мощность для вращения барабана:
N = 0,0013×D3×L×rCP×n×j;
N = 0,0013×1,43×14×2431×0,1×0,2 = 2,43кВт.
Заключение
В результате проделанной работы были составлены материальный и тепловой балансы процесса разложения плавикового шпата, а также определено необходимое количество тепла на нагрев материала. Определены геометрические размеры барабанной вращающейся печи, а так же мощность, затрачиваемая на вращение барабана и число оборотов барабана. Литература
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1969.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1969.
