close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
ПЛАНЫ ОТЧЕТОВ
Отчет № 1.
Химическое производство, его структура и организация
Задачи
Задача № 1. Определить ИИР ископаемого топлива, если τисч = 1700 лет. Ответ: 0,059.
Задача № 2. Рассчитать время исчерпания запасов каменного угля и нефти, если ИИР для них
равны 0,055 и 2,8, соответственно. Ответ: 1818 и 35,5 лет.
Задача № 3. Рассчитать время исчерпания запасов алюминия без рециркуляции и с
рециркуляцией сырья, если ИИР алюминия равен 0,9, а степень рециркуляции составляет 0,6
долей единицы. Ответ: 111,1 и 333,3 лет.
Задача № 4. Какое из двух производств более химикоемкое: в котором стоимость продукции,
произведенной с использованием химических материалов и химических методов обработки
сырья, равна 8%, или в том, где она составляет 12%? Ответ подтвердите. Ответ: второе
производство.
Задача № 5. Определить, на сколько процентов снизятся капитальные затраты в производстве
серной кислоты при увеличении мощности установки в три раза? Коэффициент n = 0,2. Ответ:
на 19%.
Задача № 6. Определить годовой экономический эффект от замены пищевого сырья на
этилен в производстве этанолола, если: мощность производства составляет 106 дал/г, себестоимость 1 дал на старом и новом сырье равна, соответственно, 3,4 и 1,2 у.е., удельные
капитальные затраты на строительство цеха по старому и новому методу равны, соответственно,
900 и 350 млн. у.е./дал и коэффициент эффективности внедрения нового вида сырья β= 0,15.
Ответ: 8,47 • 107 у.е./г.
1
Отчет № 2.
Задачи
Задача № 1. Для замены меди как конструкционного материала предложены в качестве
альтернативных металлов алюминий и железо. В каком случае эта замена более выгодна с точки
зрения израсходования запасов сырья?
ИИР материалов равны: для меди — 1,9; для алюминия — 0,9; для железа — 0,4. Ответ: в
случае железа.
Задача № 2. Определить содержание дисульфида железа FeS2, в концентрате, если последний
содержит 0,48 мас. долей серы. Ответ: 0,9 мас. долей.
Задача № 3. Составить структурную схему выделения хлорида калия из сильвинита, которая
включает двухступенчатое измельчение сырья до размеров менее 0,001 м, грохочение после
каждой ступени и двухкратную флотацию измельченного сырья для отделения примесей и
хлорида натрия.
Задача № 4. Определить показатели процесса обогащения (ηк, Xо, Xи) 100 т железной руды
магнетита, содержащей 0,3 мас. долей железа, если из нее получено 42,5 т концентрата с
содержанием железа 0,65 мас. долей. Ответ: ηк = 0,425 дол. ед., Хо = 2,17, Хи = 0,92 дол. ед.
Задача № 5. 100 т руды, содержащей 0,32 мас. долей железа, 0,025 мас. долей меди и 0,015
мас. долей цинка подвергают селективному обогащению. При этом получают: флотационный
колчедан, содержащий 0,47 мас. долей железа при Хи = 0,95, халкопиритный концентрат,
содержащий 0,28 мас. долей меди при Хи =0,8 и цинковый концентрат, содержащий 0,46 мас.
долей цинка при Хи = 0,79 дол. ед. Определить массу и выход каждого продукта. Ответ: 64,7 т и
0,647 дол. ед., 7,1 т и 0,071 дол. ед., 2,5 т и 0,025 дол. ед.
Задача № 6. Производительность установки по обогащению каменного угля составляет 250
т/ч при массе обогащенного концентрата 150 т/ч. Зольность этих продуктов составляет 0,4 и 0,2
мас. долей, соответственно. Определить: массу концентрата, получаемого в сутки, выход
концентрата, степень извлечения угля, массу отходов в сутки и содержание угля в них. Ответ:
3600 т., 0,6 дол. ед., 0,8 дол. ед., 2400 т, 0,3 мас. дол.
Отчет № 3.
Задачи
Задача № 1. Из 30 т колчедана с содержанием серы 0,424 мас. долей получено 33,6 т
моногидрата серной кислоты. Определить выход кислоты. Ответ: 0,863 дол. ед.
Задача № 2. При коксовании каменного угля получено 2000 т сырого бензола (СБ). СБ
переработан на бензол, толуол и ксилолы. Определить массу каменного угля и массы полученных продуктов, если выхода указаны на схеме:
Ответ: 166667 т, 1300 т, 360 т, 50 т, 15 т.
Задача № 3. Определить конверсию оксида серы (IV) в оксид серы (VI), если за один проход
через контактный аппарат из 1000 нм3 печного газа прореагировало 940 нм3. Ответ: 0,94 дол. ед.
Задача № 4. Определить расходные коэффициенты (РК) фосфорной кислоты концентрацией
0,55 мас.долей и аммиака концентрацией 0,98 мас.долей для производства 1 т фосфата аммония
(NH4)3PО4. Ответ: 1,196 т/т; 0,349 т/т.
Задача № 5. Цех уксусной кислоты вырабатывает 20000 т продукта в год. Профилактический
ремонт останавливает производство на 32 дня. Производственные потери составляют 0,04 дол.
ед. Определить производительность цеха в т/ч. Ответ: 2,6 т/ч.
Задача № 6. Производительность доменной печи с полезным объемом 2700м3 составляет 1,8 •
106 т чугуна в год. Определить интенсивность работы печи в кг/м3 • ч. Ответ: 76,1 кг/м3 • ч.
Задача № 7. Печь КС для обжига колчедана имеет производительность 200 т/сут. Определить
интенсивность работы печи, если диаметр решетки ее равен 5 м. Ответ: 425 кг/м2 • ч.
Задача № 8. Составить материальный баланс сжигания 1 т самородной серы, содержащей
0,03 мас.долей примесей. При избытке воздуха α=1,4 сгорание серы полное. Содержание
кислорода в воздухе 0,23 мас. доли. Ответ: приход: сера 970 кг, примеси — 30 кг, кислород —
1360 кг, азот — 4500 кг. Расход: оксид серы (IV) — 1940 кг, примеси — 30 кг, избыток кислорода
— 390 кг, азот — 4500 кг. Итого сумма прихода и расхода — 6860 кг.
Отчет № 4.
Производство серной кислоты и олеума
Задачи
Задача № 1. Для производства 31 • 10 т серной кислоты концентрацией 0,75 мас. долей
используются в качестве сырья сера 95%-ной чистоты и колчедан с содержанием серы 0,42 мас.
долей. Выход серной кислоты равен 0,9 дол. ед. Определить массу колчедана, если на производство кислоты было затрачено 53,5 • 103 т серы. Ответ: 79,8 • 103 т.
Задача № 2. Определить массу 20%-ного олеума, который может быть получен переработкой
52 • 103 т серы, содержащей 0,02 мас. дол. примесей. Выход кислоты составляет 0,94 дол. ед.
Ответ: 14 • 104 т.
Задача № 3. Колчедан с содержанием серы 0,42 мас. долей обжигается в печи КС с
следующими размерами камеры: высота — 10 м и диаметр — 4 м. Интенсивность обжига по
колчедану равна 50 кг/м3 • ч. Определить массу оксида серы (IV), получаемого в печи в сутки.
Ответ: 126,6 т.
Задача № 4. 380 кг серы 100% чистоты сжигают в избытке воздуха 1,2, обеспечивающем
степень выгорания серы 0,998 дол. ед. Содержание кислорода в воздухе равно 0,21 объемных
долей. Определить объем и состав образующегося при сжигании печного газа. Ответ: объем
газа — 1288 нм3, состав (объемных долей): оксид серы (IV) — 0,206, кислород — 0,004, азот —
0,790.
Задача № 5. Определить объем оксида серы (IV) и массу огарка, полученных при обжиге 1000
кг колчедана, содержащего 0,40 мае. долей серы. Степень выгорания серы в колчедане — 0,99
дол. ед.
Примечание: огарок состоит из оксида железа (III), примесей и невыгоревшего дисульфида
железа FeS2. Ответ: объем оксида серы — 277,2 нм3, масса огарка — 752,5 кг.
Задача № 6. Печной газ имеет состав (объемных долей): оксид серы (IV) — 0,1, кислород —
0,08, азот — 0,82. К нему добавляют воздух до содержания оксида серы (IV) 0,07 об. долей.
Содержание кислорода в воздухе — 0,21 об. дол. Определить: состав газа после корректировки и
содержание в нем кислорода. Ответ: состав: оксид серы (IV) — 0,07, кислород — 0,119, азот —
0,811. Содержание кислорода — 17 нм3.
Задача № 7. Определить объем печного газа, содержащего 0,07 об. долей оксида серы (IV),
который должен пройти через контактный аппарат для получения 105 т 98% -ной серной
кислоты. Степень контактирования составляет 0,98 дол. ед. Ответ: 342857 нм3.
Задача № 8. Определить удельную производительность катализатора в кг/м3 ч
четырехслойного контактного аппарата производительностью по оксиду серы (IV) 240 т/сут.
Диаметр аппарата — 3,8 м, высота слоев катализатора (м): 0,4; 0,45; 0,52; 0,60. Ответ: 448 кг/м3
• ч.
Задача № 9. Через контактный аппарат с объемом катализатора 15 м3 проходит в час 9000 нм3
печного газа. Определить объемную скорость газа. Ответ: 600 нм3/м3 • ч.
Задача № 10. В олеумный абсорбер поступает в час 30500 нм3 газа с содержанием оксида
серы (VI) 0,1 об. долей. Абсорбер орошается олеумом, содержащим 0,19 мас. долей оксида серы
(VI). Из абсорбера выходит олеум концентрацией 0,215. Степень абсорбции составляет 0,4 дол.
ед.
Примечание: для решения задачи составляется баланс оксида серы (IV). Определить массу
олеума, подаваемого на орошение абсорбера. Ответ: 136,8 т/ч.
4
Задача № 11. Определить объем обогащенного кислородом воздуха для сжигания 3000 нм3
сероводородного газа, содержащего 0,8 объемных долей сероводорода. Содержание кислорода в
воздухе — 0,26 объемных долей. Ответ: 13850 нм3.
Отчет № 5.
Производство аммиака
Задачи
Задача № 1. Определить объем азотоводородной смеси (ABC) в нм3 для обеспечения работы
в течение суток шести колонн синтеза аммиака производительностью 210 т/сут. аммиака каждая.
Выход аммиака составляет 0,95 дол. ед. Ответ: 3,5 • 106 нм3.
Задача № 2. Определить производительность завода аммиака в тоннах в сутки, если его
водородный цех имеет 10 генераторов производительностью 1750 нм3 водорода в час каждый.
Водород, выходящий из генераторов, содержит 0,02 об. долей примесей. Производственные
потери при синтезе равны 0,024 дол. ед. Ответ: 200 т/сут.
Задача № 3. Определить объем природного газа, содержащего 0,98 об. долей метана, для
производства 1 тонны аммиака. Потери в производстве составляют 0,05 дол. ед.
Примечание: водород получается по методу паровой конверсии в соответствии с уравнением
СН4 + Н2О = 3Н2 + СО. Ответ: 672 нм3.
Задача № 4. Определить высоту слоя катализатора в колонне синтеза аммиака диаметром 2,4
м. Производительность колонны равна 1360 тонн аммиака в сутки, производительность
катализатора — 2,3 т/м3∙ч. В сечении катализаторной коробки 15% занимают трубки теплообменника.
Ответ: 6,4 м.
Задача № 5. Определить производительность колонны синтеза аммиака в тоннах в сутки,
если высота ее равна 14 м, а диаметр — 0,85 м при коэффициенте использования объема 0,35
дол. ед. Объемная скорость газа на входе в колонну равна 3 • 104 ч-1, содержание аммиака в газе
на входе в колонну равно (в об. долях) 0,04, на выходе — 0,20. Плотность аммиака 0,77 кг/м.
Ответ: 205 т.
Задача № 6. Через колонну синтеза аммиака проходит в час 120 нм3 ABC при давлении в
колонне 35 МПа. Выход аммиака при синтезе составляет 0,18 дол. ед. за один проход газа.
Водород и азот для получения ABC хранятся в газгольдерах при атмосферном давлении при
коэффициенте заполнения газгольдера 0,8 дол. ед. Определить суточную производительность
колонны синтеза и емкость газгольдеров. Ответ: 140 т/сут., 56700 нм3 (азот) и 170100 нм3
(водород).
Задача № 7. Определить число колонн синтеза аммиака, необходимых для производства 3 •
5
10 тонн продукта в час, если объемная скорость газа на входе в колонну равна 3 • 104 • ч-1,
содержание аммиака в газе (об. дол.) на входе 0,045 и на выходе — 0,175, объем катализатора 4,4
м3. Плотность аммиака равна — 0,77 кг/м3. Ответ: три колонны.
Отчет № 6.
Производство разбавленной и концентрированной азотной кислоты
Задачи
Задача № 1. Определить массу 50%-ной азотной кислоты, которую можно получить из 1 т
аммиака при степени окисления его 0,97 дол. ед., и степени абсорбции нитрозных газов 0,92 дол.
ед. Ответ: 6,6 т.
Задача № 2. Определить теоретически возможную концентрацию азотной кислоты при
полном окислении аммиака.
Примечание: уравнение окисления NH3 + 2О2 = HNО3 + Н2О. Ответ: 0,778 мас. долей.
Задача № 3. В ABC содержится 0,115 об. долей аммиака. Определить избыток кислорода в
ABC, необходимый для окисления образовавшегося оксида азота (II). Содержание кислорода в
воздухе равно 0,21 об. долей.
Примечание: расчет вести на 100 нм3 ABC. Ответ: избыток — 35 нм3, коэффициент избытка
— 0,3.
Задача № 4. На окисление 3786 нм3 аммиака до оксида азота (II) расходуется 27080 нм3
воздуха с содержанием кислорода 0,21 об. долей. Определить содержание аммиака в
образованной ABC и коэффициент избытка воздуха в ней.
Ответ: 0,12 об. долей, коэффициент — 1,2.
Задача № 5. Составить материальный баланс (в кг) полного окисления 1 тонны аммиака в
избытке кислорода (коэффициент избытка — 1,35), если окисление идет на 98% до оксида азота
(II) и на 2% до азота. Содержание кислорода в воздухе — 0,23 мас. долей. Ответ: приход:
аммиак — 1000 кг, кислород — 3150 кг, азот — 10428 кг. Расход: оксид азота (II) — 1729 кг;
кислород — 817 кг; вода — 1588 кг; азот — 10428 кг; азот реакционный — 16 кг. Сумма: 14578
кг.
Задача № 6. Определить число контактных аппаратов окисления аммиака, которые могут
обеспечить работу двух колонн абсорбции нитрозных газов производительностью 360 т/сутки по
моногидрату кислоты каждая, при выходе кислоты 0,94 дол. ед. Диаметр катализаторной сетки
контактного аппарата равен 3 м, интенсивность работы по аммиаку составляет 152 кг/м2 • ч. При
работе цеха 10% контактных аппаратов находятся в резерве. Ответ: с учетом резерва — девять
аппаратов.
Задача № 7. Определить объем ABC, объем и состав полученного из нее нитрозного газа в
расчете на 1000 нм3 аммиака при избытке воздуха 1,25. Окисление аммиака идет полностью и
только до оксида азота (II). Содержание кислорода в воздухе составляет 0,22 об. долей. Ответ:
объем ABC — 8475 нм3, объем нитрозных газов — 8725 нм3, состав (об. долей): оксид азота (II)
— 0,115, азот — 0,677, вода — 0,172, кислород — 0,036.
Задача № 8. Определить концентрацию азотной кислоты, образующейся в абсорбционной
колонне, если в нее подается в час 27916 нм3 нитрозных газов и 1821 кг воды. В газах содержится
0,09 об. долей оксида азота (IV) и 0,0024 об. долей воды. Степень абсорбции газов составляет
0,98 об. долей. Ответ: концентрация кислоты — 0,71 мас. долей.
Задача № 9. Определить массы тетроксида азота, кислорода и воды, которые необходимо
затратить на производство методом прямого синтеза 1 тонны азотной кислоты концентрацией
0,98 мас. долей. Потери при синтезе составляют 0,05 дол. ед. Ответ: массы (в т): тетроксида
азота — 0,753, кислорода — 0,131, воды — 0,147.
Отчет № 7.
Производство азотных и калийных минеральных удобрений
Задачи
Задача № 1. Для удобрения 3000 га посевов зерновых культур и 300 га огородов используют
суперфосфат с содержанием 0,18 мас. долей Р2О5, сульфат аммония с содержанием соли 0,95
мас. долей и хлорид калия, содержащий 0,9 мас. долей соли. Нормы внесения удобрений
составляют в кг/га площади для зерновых и огородов соответственно: Р2О5 — 60 и 90, К2О - 50 и
80, азот (N) — 30 и 50. Определить массы вносимых удобрений в реальных продуктах.
Примечание: использовать пересчетные коэффициенты: К2О → 2КС1, 2N →(NH4)2SО4.
Ответ: масса МУ в тоннах: суперфосфат — 1150, сульфат аммония — 521, хлорид калия — 306.
Задача № 2. Определить выход (дол. ед.) нитрата аммония, если на производство 18,7 т его
сухой соли затрачено 19,724 м3 азотной кислоты концентрацией 0,57 мас. долей. Плотность
кислоты равна 1,351 т/м3. Ответ: 0,969 дол. ед.
Задача № 3. Определить мощность завода синтеза аммиака (т/год), который должен
обеспечить годовое производство 5 • 104 т нитрата аммония, 3•104 т карбамида и 5,5 • 104 т
жидкого аммиака. Выход кислоты окислением аммиака равен 0,92 дол. ед., выход нитрата
аммония нейтрализацией кислоты равен 0,96 дол. ед., выход карбамида составляет 0,95 дол. ед.
Ответ: 9,59 • 104 т/год.
Задача № 4. Какую массу водного раствора аммиака концентрацией 0,2 мас. долей можно
получить при коксовании 100 т каменного угля с содержанием азота 0,01 мас. долей. Выход
аммиака от азота угля составляет 0,3 дол. ед. Ответ: 1,82 тонны.
Задача № 5. Составить материальный баланс аппарата нейтрализации (ИТН) азотной
кислоты концентрацией 0,47 мас. долей газообразным аммиаком в расчете на 1 т сухого нитрата
аммония. Процесс нейтрализации протекает полностью, раствор нитрата аммония, выходящий
из ИТН, имеет концентрацию 0,64 мас. долей. Ответ: приход: (в кг): аммиак — 213, моногидрат
кислоты — 787, вода — 888. Расход: нитрат аммония (соль) — 1000, вода — 562, соковый пар —
326.
Задача № 6. Определить массы аммиака и оксида углерода (IV), необходимых для
производства 10 т карбамида в условиях 100%-го избытка аммиака. Степень превращения
карбамата в карбамид равна 0,75 дол. ед., потери в производстве составляют 0,05 дол. ед. Ответ:
аммиак — 15,9 т, оксид углерода — 10,3 т.
Задача № 7. Определить мощность завода синтеза аммиака в тоннах в год для производства: 5
• 105т аммофоса, содержащего 0,11 мас. долей азота, с выходом 0,92 дол. ед.; водного раствора
аммиака 1,5 • 105 т концентрацией 0,25 мас. долей, с выходом 0,98 дол. ед., и 2,4 • 105 т 50%-ной
азотной кислоты с выходом 0,94 дол. ед. Ответ: 14,53 • 104 т/год.
Задача № 8. Определить массу хлорида калия, который выделится из 1 т насыщенного
хлоридами калия и натрия раствора, содержащего на 100 кг воды 35,2 кг хлорида калия и 27,4 кг
хлорида натрия, при охлаждении раствора от 100°С до 25°С. Ответ: 160 кг.
Отчет № 8.
Производство фосфорных и комплексных минеральных удобрений
Задачи
Задача № 1. Определить массу простого суперфосфата, которую можно получить из 5 т
фосфоритной руды, содержащей 0,75 мас. долей трикальцийфосфата (ТКФ), при условии полного разложения сырья. Расчет вести в предположении образования дигидрата сульфата
кальция. Ответ: 7,21 т.
Задача № 2. Сравнить содержание активной части в простом суперфосфате, содержащем 0,14
мас. долей Р2О5, и двойном суперфосфате, содержащем 0,55 мас. долей Р2О5.
Примечание: активная часть состоит из моногидрата дигидрофосфата калия. Ответ:
содержание активной части в двойном суперфосфате выше в четыре раза.
Задача № 3. Определить массы 73% -ной серной кислоты и воды, необходимых для
производства экстракционной фосфорной кислоты полугидратным методом из 10 т фосфата,
содержащего 0,72 мас. долей ТКФ, при условии полного разложения сырья. Ответ: серной
кислоты — 9,35 т, воды — 0,627 т.
Задача № 4. Определить диаметр экстракторов в производстве фосфорной кислоты, если в
час образуется 360 т пульпы плотностью 1,5 т/м3 при времени пребывания пульпы в экстракторе
4,5 часа. Установка состоит из трех экстракторов высотой 4 м с коэффициентом заполнения 0,85.
Ответ: 21,6 м.
Задача № 5. Из фосфоритного концентрата, содержащего 0,37 мас. долей Р2О5, получают
фосфорную кислоту, содержащую 0,435 мас. долей Р2О5. Определить массу этой кислоты,
которую можно получить из 1 т концентрата, и массу воды, выпариваемую при ее концентрации.
Примечание: при расчете использовать баланс моногидрата Н3РО4. Ответ: масса кислоты —
850 кг, масса воды — 399 кг.
Задача № 6. Определить массу воды для гидратации оксида фосфора (V) и разбавления
полученной термической фосфорной кислоты до концентрации 0,73 мас. долей. Степень
улавливания Р2О5 составляет 0,532 дол. ед.; степень его гидратации равна 1,0 дол. ед. Ответ:
2552 кг.
Задача № 7. Определить объем воздуха для сжигания 500 кг фосфора, содержащего 0,0098
мас. долей примесей, не окисляемых в процессе сжигания, если избыток воздуха составляет 1,2.
Содержание кислорода в воздухе 0,21 об. долей. Ответ: 2557 нм3.
Задача № 8. Определить годовую потребность в серной кислоте концентрацией 0,94 мас.
долей и апатитовом концентрате с содержанием Р2О5 0,395 мас. долей для производства 2,25 •
105 т двойного суперфосфата с содержанием Р2О5 0,55 мас. долей. Выход фосфорной кислоты
равен 0,95 дол. ед., выход суперфосфата равен 1,00 дол. ед.
Примечание: расчеты целесообразно вести в Р2О5. с последующим пересчетом на реальные
вещества. Ответ: масса кислоты — 2,23 • 105 т, масса концентрата — 3,25 • 105 т.
Отчет № 9.
Электрохимические производства.
Производство хлористого водорода и соляной кислоты
Задачи
Задача № 1. Какой из двух методов электролиза раствора хлорида натрия — ртутный или
диафрагменный - энергетически более выгоден? Основные параметры процессов: теоретическое
напряжение, практическое напряжение и выход по току составляют, соответственно, для
ртутного метода 3,16 В; 4,40 В; 0,95 дол. ед.; для диафрагменного — 2,17 В; 3,30 В; 0,96 дол. ед.
Примечание: для решения вычислите выход по энергии Вэ. Ответ: энергетически более
выгоден ртутный метод.
Задача № 2. Определить теоретический расход электроэнергии на производство 3 т
гидроксида натрия концентрацией 0,85 мас. долей и 3 т газообразного хлора, если теоретическое
напряжение электролиза равно 2,2 В. Ответ: 3787 кВт • ч и 4980 кВт • ч.
Задача № 3. Определить силу тока, проходящего через электролизер, производительностью
1870 кг/сут. хлора, если выход по току равен 0,95. Ответ: 62 кА.
Задача № 4. В электролизере, через который проходит ток силой 43 кА, образуется за 5 часов
2,25 м3 электролитического щелока с содержанием гидроксида натрия 135 кг/м3. Определить
выход по току гидроксида натрия. Ответ: 0,95.
Задача № 5. Определить теоретический и практический расход электроэнергии для
производства 1 тонны 100% -ного гидроксида натрия электролизом водного раствора хлорида
натрия и выход по энергии этого процесса, если теоретическое и практическое напряжения
электролиза равны 3,16 В и 4,70 В, соответственно, а выход потоку равен 0,94. Ответ: 2120 и
3530 кВт • ч/т; 0,632.
Задача № 6. Определить массы газообразного хлора и 50% -ного раствора гидроксида натрия,
производимых электролизом водного раствора хлорида натрия в сутки, если сила тока,
проходящего через электролизер, равна 150 кА, а выход по току составляет 0,95. Ответ: 4545 кг,
10240 кг.
Задача № 7. Определить время работы электролизера, необходмое для производства 800 нм3
хлора, если выход по току составляет 0,95, а сила тока, пропускаемого через электролизер, равна
30 кВ. Ответ: 66,5 часов.
Задача № 8. Определить объем водорода, образующегося в разлагателях ртутных
электролизеров за 2 суток, а также объем колокола газгольдера для его хранения при
температуре 30°С и давлении 0,12 МПа. Число электролизеров в батарее составляет 24, через
них проходит ток силой 200 кА при выходе водорода по току 0,95. Объем газа составляет 0,8
объема колокола. Ответ: объем водорода — 91470 нм3, объем колокола 107125 м3.
Задача № 9. Определить годовую мощность хлорного завода и число электролизеров в нем,
обеспечивающих производство в год: 15 • 103 монохлоруксусной кислоты с выходом 0,95 дол.
ед., 10• 103 трихлоруксусной кислоты с выходом 0,80 и 9 • 103 т газообразного хлора, а также
массу побочно образующейся при этих реакциях 27%-ной соляной кислоты.
Производительность одного электролизера составляет 6 т/сут. Время работы завода — 365
сут/год. Ответ: 37146 т/год, 17 электролизеров, 53590 т/год.
Задача № 10. Мощность завода по производству 34%-ной соляной кислоты составляет 8 • 104
т/год. Обеспечит ли это производство хлором и водородом электролизный цех завода из 84
электролизеров, работающих при силе тока 30кА с выходом по току (для обоих продуктов) 0,96?
Выход соляной кислоты составляет 0,95 дол. ед. Ответ: Обеспечит, так как массы
производимых хлора и водорода больше, чем массы их на производство соляной кислоты.
Отчет № 10.
Металлургические процессы. Производство алюминия
Задачи
Задача № 1. Возможен ли процесс восстановления оксида никеля (II) водородом при 0°С?
ΔНо оксида никеля и воды (г) составляют, соответственно, -240 и -242 кДж/моль; S° оксида
никеля, воды (г), водорода и никеля равны, соответственно, 38,1; 189; 130,1 и 29,7 Дж/моль. град.
Примечание: по приведенным данным находят ΔG ° продуктов, участвующих в реакции NiOT
+ Н2 = Ni + Н2О (г). Ответ: процесс возможен, так как ΔGо реакции меньше нуля.
Задача № 2. При какой температуре становится возможным процесс восстановления оксида
титана (IV) углеродом, если ΔНо СО и ТiО2 равны, соответственно -137 и -890 кДж/моль; S° Ti,
СО, ТiO2 и С, соответственно 30,7; 195,5; 50,3 и 57 кДж/моль. град.
Ответ: ΔG0 реакции меньше нуля при температуре выше 2390 К.
Задача № 3. Вычислить содержание нефелина (в мас. долях) в концентрате с содержанием
оксида алюминия 0,3 мас. долей. Состав нефелина: 0,3 мас. доли К2О • А12О3 • 2SiO2, и 0,7 мас.
долей Na2О • А12О3 • 2SiO2. Ответ: 0,865 мас. долей.
Задача № 4. Определить массу 50%-ного раствора гидроксида натрия для обработки 1 т
диаспора состава (в мас. долях): А12О3 - 0,5; Fe2О3 - 0,26; SiО2 - 0,037. Ответ: 0,882 т.
Задача № 5. Определить массы технической соды, известняка и получаемого оксида
алюминия при переработке методом спекания 120 т гидроаргелитового боксита при выходе
продукта 0,85 дол. ед. Составы продуктов ( в мас. долях): боксит А12О3 — 0,4, SiО2 — 0,12;
техническая сода Na2CО3 — 0,95; известняк СаСО3 — 0,93. Примечание: расчеты целесообразно
вести по А12О3. Ответ: 52,5 т; 51,6 т; 40,8 т.
Задача № 6. Составить материальный баланс процесса спекания 1 т диаспорового боксита,
содержащего 0,1 мас. доли оксида кремния, с карбонатами натрия и кальция до
дикальцийсиликата. Ответ: приход: диаспор — 900 кг, оксид кремния — 100 кг, карбонат
натрия — 795 кг, карбонат кальция — 333 кг. Расход: алюминат натрия — 1230 кг,
дикальцийсиликат — 286 кг, вода — 135 кг, оксид углерода (IV) — 477 кг.
Задача № 7. Определить практический расход электроэнергии на производство 1 т алюминия,
если практическое напряжение электролиза равно 4,5 В, а выход металла по току составляет 0,9.
Ответ: 14900 кВт ч.
Задача № 8. Определить выход по энергии при электролизе раствора глинозема в криолите;
теоретическое напряжение электролиза равно 1,12 В, практическое напряжение — 4,6 В, а выход
металла по току — 0,8. Ответ: 0,195.
Задача № 9. Определить число электролизеров и мощность электрогенераторов для
суточного производства 800 т алюминия. Сила тока равна 100 кА, практическое напряжение —
4,5 В, выход металла по току — 0,9, коэффициент полезного действия выпрямителя тока — 0,95.
Ответ: 1100 электролизеров, 5,2 • 105кВт.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа