Контрольная работа по «Химии»

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________________________________________________________________

 

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Санкт-Петербургский  государственный технологический институт

(технический университет)"

 

 

Кафедра технологии неорганических веществ   Факультет 1

и минеральных удобрений      Курс 5 

             Группа  _198з_

 

Учебная дисциплина Технология соды, щелочи и глинозема

 

 

Контрольная работа №1

Вариант 3

 

 

 

Студент                 Т.А. Гладикова  

Руководитель       

 

 

 

Санкт-Петербург

2014

Задание №1

От чего зависит концентрация СО2 в печном газе? Показатели, свидетельствующие о перемещении или расширении зоны обжига в печи, и причины, вызывающие эти явления.

Основным технологическим процессом при производстве извести является обжиг

известняка:

СаСО3↔СаО+СО2−178 кДж (1)

В производстве соды необходимо обеспечить возможно более высокую концентрацию СО2 в газе известковых печей. Концентрация зависит от удельного расхода топлива, а последний, в свою очередь, - от потерь тепла в известковой печи. Необходимо стремиться к минимальным потерям тепла с уходящими из печи газом и известью.

Чтобы избежать перемещения зоны обжига, необходимо тщательно следить за равномерностью и непрерывностью отбора извести из печи, а также за равномерностью загрузки шихты в печь. Воздух следует подавать равномерно и непрерывно в количестве, соответствующем интенсивности работы печи и массе загружаемого топлива.

Одновременное повышение температуры извести и газа указывает на растянутость зоны обжига за счет сокращения зоны подогрева и зоны охлаждения обжигаемого материала. Это отклонение от нормы может наблюдаться при неоднородном гранулометрическом составе топлива и несоответствии размеров кусков регламентируемым пределам. При неоднородности состава мелкие куски топлива быстро нагреваются до температуры воспламенения и раньше начинают гореть, крупные куски загораются позже и дольше горят. Наличие мелочи в карбонатном сырье также может служить причиной растягивания зоны обжига. Чем больше различия в размерах кусков загружаемого карбонатного сырья, тем труднее их равномерно распределить по сечению печи.

Задание №2

Основные требования, предъявляемые к известковому молоку. Каким образом они достигаются?

Качество известкового молока зависит от качества извести. Примеси (особенно Аl2О3) повышают вязкость молока. Большое значение имеет температура обжига карбонатного сырья: чем она выше, тем медленнее гасится полученная известь и тем менее     дисперсным        получается    известковое     молоко.   Если температура обжига превышает 1350 0С, получаемая известь практически не гасится водой.

 

При гашении содержащегося в извести оксида кальция водой, взятой в стехиометрическом соотношении

                  СаО(тв) + Н2О (ж) → Са(ОН)2 (тв) +65.5 кДж      

образуется твердый рассыпчатый порошок, называемый пушонкой.

В воде Са(ОН)2 растворяется плохо, причем с повышением температуры его растворимость уменьшается. Так, при 0 0С в 100 г воды растворяется 0,185 г, а при 100 0С всего лишь 0,077г. При растворении Са(ОН)2 в воде выделяется тепло, количество которого зависит от концентрации полученного раствора.

Кроме того, важна дисперсность молока, высокодисперсная суспензия труднее расслаивается, т.е. дольше сохраняет свою однородность, что важно при ее транспортировании через трубопроводы. Степень дисперсности суспензии Са(ОН)2 в значительной мере зависит от факторов, определяющих скорость гашения СаО. Чем больше скорость гашения, тем выше степень дисперсности получаемого известкового молока. Так при повышении температуры воды, подаваемой на гашение, возрастает не только его скорость, но и степень дисперсности получаемой суспензии. На содовых заводах начальная температура подаваемой воды составляет 60-80 0С.

Количество подаваемой на гашение воды также влияет на скорость гашения, а, следовательно, и на степень дисперсности получаемой суспензии. Если к извести добавить столько воды, сколько требуется для получения пушонки – 100% Са(ОН)2, то степень дисперсности полученного порошка будет ниже степени дисперсности известкового молока, образующегося при двух-трехкратном избытке воды по отношению к СаО. Это объясняется тем, что при большем количестве воды известь гасится быстрее.

На содовых заводах с целью снижения нагрузки отделения дистилляции по жидкости известковое молоко готовят возможно более концентрированным. Однако предельно-возможная концентрация суспензии ограничена ее вязкостью, которая уменьшается с повышением температуры. Поэтому высокая температура гашения позволяет получать высокодисперсные известковое молоко со значительным содержанием в нем Са(ОН)2.

К наиболее важным регламентируемым показателям, характеризующим качество известкового молока и обеспечивающим нормальную работу отделения дистилляции, относятся концентрация Са(ОН)2 или свободного СаО и температура известкового молока. На содовых заводах концентрацию свободного СаО в известковом молоке называют титром молока, так как ее определяют титрованием молока соляной кислотой в присутствии индикатора – фенолфталеина.

 

Задание №3

На основании уравнения химических реакций очистки рассола рассчитайте теоретический расход извести и соды на очистку 1 м3 рассола, содержащего 1,4 н.дел. Са2+ и 0,15 н.дел. Mg2+?

Расход извести, кг:

- осаждение ионов Mg2+ проходит по реакции –

Mg2+ + Са(ОН)2 = Mg(OH)2 + Са2+

Таким образом, на осаждение ионов Mg2+ требуется 0,15 н.д. извести.

Следовательно, для очистки 1 м3 рассола необходимо СаО:

0,15*56/20 = 0,42 кг

Так как в извести содержится 85 % СаО, то расход ее составит:

0,42/0,85 = 0,49 кг.

Расход соды, кг:

- осаждение ионов Са2+ проходит по реакции -

Са2+ + Na2CO3 = СаСО3 + 2Na+

Таким образом, на осаждение ионов Са2+ требуется 1,4 н.д. соды.

Следовательно, для очистки 1 м3 рассола необходимо Na2CO3:

1,4*106/20 = 7,42 кг

Так как, в технической соде содержится 95 % Na2CO3, расход ее на 1 м3 рассола:

7,42 / 0,95 = 7,8 кг.