Материальный и тепловой баланс производства алебастра

Содержание примесей:

в гипсе – 5 % (SiO_2, глина и др.);

в угле – 6 % (SiO₂ и др.);

в воздухе – 79 % (N₂ и др.)

1

В

С  

D

E

F

G

H

I

J

2

Производство гипса строительного

3

Дано: Производительность по гипсу (сырье), кг

1000

4

Примеси:

в гипсе (SiO_2, глина и др), %

5

5

Масса необходимого угля  (топливо), кг

задать!

18,764

6

Примеси:

 в угле (SiO_2, глина и др), %

6

7

в воздухе (N₂ и др.), %

79

8

Проверка уравнения

9

Мв (су мма)

172

145

27

0

10

Мв, г

172

145

27

0

11

Реакция 1

Са S О₄∙2Н₂О

 =

Са S О₄∙0,5Н₂О +

1,5Н₂О

12

Мв (су мма)

12

32

44

0

13

Мв, г

12

32

44

0

14

Реакция 2

C +

О ₂

 =

СО ₂

Таблица 1 - Материальный баланс

B

C

D

E

F

G

H

I

17

Приход

Расход

18

Масса, кг

%

Масса, кг

19

Сырье

Сырье

Вещество

примеси

Про-

Дукты

Продукты

Компо-

ненты

20

1.Гипс

1000

80,5

1.Алебастр

852

21

в т.ч. СаSО₄∙2Н₂О

950

76,4

в т.ч. СаSО₄∙0,5Н₂О

801

22

примеси 1(т)

50

4,0

примеси 1(т)

50

23

2.Уголь

19

1,5

примеси 2(т)

1

24

в т.ч. С

18

1,4

2.Газы

391

25

примеси 2(т)

1

0,1

в т.ч. Н₂О

149

26

3.Воздух

224

18,0

в т.ч. СО_{2 (от угля)}

65

27

в т.ч. О₂

47

3,8

примеси 3(г)

177

28

примеси 3(г)

177

14,2

29

Cумма(кг)

1243

1015

228

Cумма(кг)

1243

1243

30

Сумма(%)

100

Сумма(%)

B

C

D

E

F

G

H

I

J

31

Таблица 2 - Тепловой баланс

32

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

20

33

       Температура конечных продуктов (t _ПР), ^оС

110

34

Проверка уравнения

35

Мв (су мма)

172

145

27

0

36

Мв, г

172

145

27

Тепловой

эффект

реакции,

Δ H (р),

 кДж

37

Реакция 1

Са S О₄∙2Н₂О

=

Са S О₄∙0,5Н₂О+

1,5Н₂О

38

Энтальпия

39

Н₂₉₈,

Дж/моль*К

-2023,98

-1575,7

-242

40

Н₂₉₈ ( с учетом

молей )

-2023,98

-1575,7

-363

+85,3

(эндо)

41

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

42

Ср*₂₉₈,

Дж / (моль.К)

186,15

124,31

33,6

43

Ср ₂₉₈, 

кДж / (кг.К)

1,082

0,857

1,867

44

45

Мв (су мма)

12

32

44

0

46

Мв, г

12

32

44

Тепловой

эффект

реакции,

Δ H (р),

 кДж

47

Реакция 2

C +

О ₂

=

СО ₂

48

Энтальпия

49

Н₂₉₈,

Дж/моль*К

0

0

-393,777

50

Н₂₉₈ ( с учетом

молей )

0

0

-393,777

–393,8

(экзо)

51

Ср*₂₉₈,

Дж / (моль.К)

8,54

29,37

37,14

52

Ср ₂₉₈, 

кДж / (кг.К)

0,712

0,918

0,844

53

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

54

(m –масса технического сырья или продукта)

B

D

E

F

G

H

I

J

55

Приход

Расход

56

Сырье

КДж

%

Продукты

КДж

%

57

1.С гипсом

21645

14,8

1.С алебастром

80347

55,1

58

2.С углем

267

0,2

(Ср=0,765 кДж / (кг.К)

59

3. С воздухом

4111

2,8

2.С газами

36277

24,9

60

4.Теплота

 реакции 1

–1784330

-340,3

(Ср=0,844 кДж / (кг.К)

61

5. Теплота

реакции 2

615736

422,4

3.Потери тепла

29154

20

62

4.Теплота отводимая

0

0,0

63

Cумма (кДж)

145771

Cумма (кДж)

145771

64

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100

Производительность:

B

D

E

F

G

H

I

J

31

Таблица 2 - Тепловой баланс

32

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

20

33

       Температура конечных продуктов (t _ПР), ^оС

900

34

Проверка уравнения

35

Мв (су мма)

100

56

44

36

Мв, г

100

56

44

Тепловой

эффект

реакции,

Δ H (р),

 кДж

37

Реакция 1

CaCO ₃

=

C аО +

СО ₂

38

Энтальпия

39

Н₂₉₈,

Дж/моль*К

-1207,72

-635,51

-393,77

40

Н₂₉₈ ( с учетом

молей )

-1207,72

-635,51

-393,77

+178,4

(эндо)

41

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

42

Ср*₂₉₈,

Дж / (моль.К)

81,94

42,83

37,14

43

Ср ₂₉₈, 

кДж / (кг.К)

0,819

0,765

0,844

44

45

Мв (су мма)

12

32

44

46

Мв, г

12

32

44

Тепловой

эффект

реакции,

Δ H (р),

 кДж

47

Реакция 2

C +

О ₂

=

СО ₂

48

Энтальпия

49

Н₂₉₈,

Дж/моль*К

0

0

-393,777

50

Н₂₉₈ ( с учетом

молей )

0

0

-393,777

–393,8

(экзо)

51

Ср*₂₉₈,

Дж / (моль.К)

8,54

29,37

37,14

52

Ср ₂₉₈, 

кДж / (кг.К)

0,712

0,918

0,844

53

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

54

(m –масса технического сырья или продукта)

B

D

E

F

G

H

I

J

55

Приход

Расход

56

Сырье

КДж

%

Продукты

КДж

%

57

1.С известняком

16388

0,7

1.С известью

405912

16,4

58

2.С углем

1826

0,1

(Ср=0,765 кДж / (кг.К)

59

3. С воздухом

28112

1,1

2.С газами

1572415

63,6

60

4.Теплота

 реакции 1

–1784330

-72,2

(Ср=0,844 кДж / (кг.К)

61

5. Теплота

реакции 2

4210132

170,3

3.Потери тепла

494426

20

62

4.Теплота отводимая

0

0

63

Cумма (кДж)

2472128

Cумма (кДж)

2472128

64

Сумма (%)

100

Сумма (%)

100