Материальный и тепловой баланс производства алебастра

(шихта = гипс + уголь)

СаSО₄∙2Н₂О = СаSО₄∙0,5Н₂О + 1,5Н₂О

С +О₂= СО₂

Производительность:

гипс(сырье) – 1000 кг

Содержание примесей:

в гипсе – 5 % (SiO_2,глинаи др.);

в угле – 6 % (SiO₂и др.);

в воздухе – 79 % (N₂и др.)

Производство гипса строительного

Дано:Производительность по гипсу (сырье), кг

Примеси:

в гипсе (SiO_2,глинаи др), %

Масса необходимого угля(топливо), кг

задать!

18,764

Примеси:

в угле (SiO_2,глинаи др), %

в воздухе (N₂и др.), %

Проверка уравнения

Мв (сумма)

Мв, г

Реакция 1

СаSО₄∙2Н₂О

СаSО₄∙0,5Н₂О +

1,5Н₂О

Мв (сумма)

Мв, г

Реакция 2

C +

О₂

СО₂

Таблица 1 - Материальный баланс

Приход

Расход

Масса, кг

Сырье

Вещество

примеси

Про- дукты

Продукты

Компо- ненты

1.Гипс

80,5

1.Алебастр

68,6

в т.ч. СаSО₄∙2Н₂О

76,4

в т.ч. СаSО₄∙0,5Н₂О

64,4

примеси 1(т)

4,0

примеси 1(т)

4,0

2.Уголь

1,5

примеси 2(т)

0,1

в т.ч. С

1,4

2.Газы

31,4

примеси 2(т)

0,1

в т.ч. Н₂О

12,0

3.Воздух

18,0

в т.ч. СО_{2 (от угля)}

5,2

в т.ч. О₂

3,8

примеси 3(г)

14,2

примеси 3(г)

14,2

Cумма(кг)

Сумма(%)

Таблица 2 - Тепловой баланс

Дано:Температура исходных компонентов (t _С), ^оС

Температура конечных продуктов (t _ПР), ^оС

Проверка уравнения

Мв (сумма)

Мв, г

Тепловой эффект реакции, ΔH (р), кДж

Реакция 1

СаSО₄∙2Н₂О

СаSО₄∙0,5Н₂О+

1,5Н₂О

Энтальпия

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-2023,98

-1575,7

-242

Н₂₉₈(с учетом молей)

-2023,98

-1575,7

-363

+85,3 (эндо)

Формула пересчета Ср =Ср*/Мв, Дж /(кг∙К)

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

186,15

124,31

33,6

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

1,082

0,857

1,867

Мв (сумма)

Мв, г

Тепловой эффект реакции, ΔH (р), кДж

Реакция 2

C +

О₂

СО₂

Энтальпия

Н₂₉₈, Дж/моль*К

-393,777

Н₂₉₈(с учетом молей)

-393,777

–393,8 (экзо)

Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)

8,54

29,37

37,14

Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)

0,712

0,918

0,844

Количество тепла: Q =m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж

(m –масса технического сырья или продукта)

Приход

Расход

Сырье

кДж

Продукты

кДж

1.С гипсом

14,8

1.С алебастром

55,1

2.С углем

0,2

(Ср=0,765 кДж / (кг.К)

3. С воздухом

2,8

2.С газами

24,9

4.Теплота реакции 1

–1784330

-340,3

(Ср=0,844 кДж / (кг.К)

5. Теплота реакции 2

422,4

3.Потери тепла

4.Теплота отводимая

0,0

Cумма (кДж)

Сумма (%)

Пример 6.

Материальный и тепловой баланс производства извести - СаО

(шихта = известняк + уголь)

СаСО₃= СаО + СО₂

С +О₂= СО₂

Производительность:

известняк(сырье) – 1000 кг

Содержание примесей:

в известняке – 5 % (SiO_2,глинаи др.);

в угле – 6 % (SiO₂и др.);

в воздухе – 79 % (N₂и др.)

Производство извести

Дано:Производительность по известняку (сырье), кг

Примеси:

в известняке (SiO_2,глинаи др), %

Масса необходимого угля(топливо), кг

задать!

128,3

Примеси:

в угле (SiO_2,глинаи др), %

в воздухе (N₂и др.), %

Проверка уравнения

Мв (сумма)

Мв, г

Реакция 1

CaCO₃

CаО +

СО₂

Мв (сумма)

Мв, г

Реакция 2

C +

О₂

СО₂

Таблица 1 - Материальный баланс

Приход

Расход

Масса, кг

Сырье

Вещество

примеси

Про- дукты

Продукты

Компо- ненты

1.Известняк

37,6

1.Известь

22,2

в т.ч. СаСО₃

35,7

в т.ч. СаО

20,0

примеси 1(т)

1,9

примеси 1(т)

1,9

2.Уголь

128,3

4,8

примеси 2(т)

0,3

в т.ч. С

4,5

2.Газы

77,8

примеси 2(т)

0,3

в т.ч. СО₂

15,7

3.Воздух

57,6

в т.ч. СО_{2 (от угля)}

16,6

в т.ч. О₂

12,1

примеси 3(г)

45,5

примеси 3(г)

45,5

Cумма(кг)

Сумма(%)

B	C	D	E	F	G	H	I	J
Таблица 2 - Тепловой баланс
Дано:Температура исходных компонентов (t _С), ^оС
Температура конечных продуктов (t _ПР), ^оС
Проверка уравнения
Мв (сумма)
Мв, г						Тепловой эффект реакции, ΔH (р), кДж
Реакция 1	CaCO₃		=	CаО +	СО₂
Энтальпия
Н₂₉₈, Дж/моль*К	-1207,72			-635,51	-393,77
Н₂₉₈(с учетом молей)	-1207,72			-635,51	-393,77	+178,4 (эндо)
Формула пересчета Ср =Ср*/Мв, Дж /(кг∙К)
Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)	81,94			42,83	37,14
Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)	0,819			0,765	0,844

Мв (сумма)
Мв, г						Тепловой эффект реакции, ΔH (р), кДж
Реакция 2	C +	О₂	=	СО₂
Энтальпия
Н₂₉₈, Дж/моль*К				-393,777
Н₂₉₈(с учетом молей)				-393,777		–393,8 (экзо)
Ср*₂₉₈, Дж / (моль.К)	8,54	29,37		37,14
Ср ₂₉₈, кДж / (кг.К)	0,712	0,918		0,844
Количество тепла: Q =m ∙ Ср (Дж/(кг∙К) ∙ t, кДж
(m –масса технического сырья или продукта)

B	C	D	E	F	G	H	I	J
Приход	Расход
Сырье	кДж	%	Продукты	кДж	%
1.С известняком		0,7	1.С известью		16,4
2.С углем		0,1	(Ср=0,765 кДж / (кг.К)
3. С воздухом		1,1	2.С газами		63,6
4.Теплота реакции 1	–1784330	-72,2	(Ср=0,844 кДж / (кг.К)
5. Теплота реакции 2		170,3	3.Потери тепла
			4.Теплота отводимая
Cумма (кДж)			Cумма (кДж)
Сумма (%)			Сумма (%)