Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Таблиця 6.1 – Теплоємність та тепловий ефект речовин [11]

Компонент	Теплоємність при 25 °С, Дж/моль·град	Тепловий ефект при 25 °С, кДж/моль
Алмаз+графіт	7,3
Ni	26,05	0
Mn	26,32	0
H2SO4 (15%)	137,57	194,6
H2О	75,3
NiSO4	80,0	–888,0
MnSO4	100,0	–994,0
H2	28,83	0

Тепловий ефект реакцій (5.1) та (5.2) розраховуємо за формулою:

(6.1)

За даними таблиці 6.1 розраховуємо тепловий ефект реакції (5.1):

.

За даними таблиці 6.1 розраховуємо тепловий ефект реакції (5.2):

.

Розрахунок зводимо до визначення необхідної кількості тепла:

(6.2)

де Q^пр_алмаз – тепло, що подається з алмазом, кДж/моль;

Q^пр_Ni – тепло, що подається з Ni, кДж/моль;

Q^пр_Mn – тепло, що подається з Mn, кДж/моль;

– тепло, що пішло з H₂SO₄, кДж/моль;

– тепло, що пішло з H₂O, кДж/моль;

Q_Т^1р-ції – тепло, що пішло на 1–у реакцію, кДж/моль;

Q_Т^2р-ції – тепло, що пішло на 2–у реакцію, кДж/моль;

Q^вит_алмаз – тепло, яке виходить з алмазом, кДж/моль;

Q^вит_Ni – тепло, яке виходить з Ni, кДж/моль;

Q^вит_Mn – тепло, яке виходить з Mn, кДж/моль;

Q^вит_MnSO4 – тепло, яке виходить з MnSO₄, кДж/моль;

Q^вит_NiSO4 – тепло, яке виходить з NiSO₄, кДж/моль;

– тепло, яке виходить з H₂SO₄, кДж/моль;

– тепло, яке виходить з H₂O, кДж/моль;

Q^вит_H2 – тепло, яке виходить з H₂, кДж/моль;

Q_вит – тепло витрат (2 %), кДж/моль.

6.1 Розрахунок приходу тепла

Розрахунок приходу тепла розраховується за формулою:

(6.3)

де m_і – маса компонента, кг;

t_і^вх – температура входу, дорівнює 25 °С;

С_і – теплоємність, кДж/моль·град.

Тепло, яке надходить з алмазом:

Тепло, що надходить з нікелем:

Тепло, що надходить з марганцем:

Тепло, яке поступає з сірчаною кислотою:

Тепло, яке поступає з водою

Тепло, що пішло на реакцію (5.1):

Тепло, що пішло на реакцію (5.2):

Сумарний прихід тепла:

6.2 Витрати тепла

Розрахунок витрату тепла розраховується за формулою:

(6.4)

де t_і^вих – вихідна температура °С.

Вихідне тепло алмазу складає:

Вихідне тепло з нікелем:

Вихідне тепло з марганцем:

Вихідне тепло NiSO₄:

Вихідне тепло MnSO₄:

Тепло, що виходить з сірчаною кислотою:

Тепло, що виходить з водою:

Вихідне тепло з Н₂:

Тепло витрат:

Тоді вихідна температура потоків за умови витрат дорівнює:

(6.5)

+ 2021769,7

°С

Вихідне тепло алмазу складає:

Вихідне тепло з нікелем:

Вихідне тепло з марганцем:

Вихідне тепло NiSO₄:

Вихідне тепло MnSO₄:

Тепло, що виходить з сірчаною кислотою:

Тепло, що виходить з водою:

Вихідне тепло з Н₂:

Результати розрахунків зводимо у таблицю 6.2.

Таблиця 6.2 – Тепловий баланс

Прихід тепла			Витрата тепла
Кількість теплоти	кДж/моль	Кількість теплоти		кДж/моль
Qпралмаз	730000	Qпралмаз		725036
QпрNi	1042000	QпрNi		31047,43
QпрMn	1579200	QпрMn		47053,84
QпрH2SO4	23847727,7	QвитNiSO4		8099125,2
QпрH2O	73968346,38	QвитMnSO4		15869891,35
QТ1р-ції	–28478			710566,9
QТ2р-ції	–50310	QпрH2O		73465361,6
		QвитH2		98260,8
		Qвит		2021769,7
Всього:	101088486	Всього:		101068112,8

7. РОЗРАХУНОК ОСНОВНОГО АПАРАТУ

Реактор–вилуговувач має вигляд циліндричного апарату, з конічним днищем.

Усі апарати працюють 8 годин в день. Один цикл складає 2 години. Знаючи кількість розчину, який переробляється за місяць, знайдемо об’єм розчину, який переробляється за один цикл.

кг/годину.

м³.

Знайдемо об’єм апарату:

, (7.1)

де (1+0,5) – співвідношення,

кг.

л.

Так як відомо, що співвідношення висоти апарату до його діаметру дорівнює приблизно 1,7, тоді

H = 1,7·d (7.2)

З попередньої формули знайдемо діаметр апарату:

м.

Тоді висота апарату дорівнюватиме із формули (7.2):

H = 1,7·0,295 = 0,501 м.

Так як за умовою висота конічної частини апарату у 6 разів менша за загальну висоту, то:

м.

Знайдемо об’єм конічної частини:

м³ = 1,9 л.

Знайдемо об’єм циліндричної частини апарату:

м³ = 5,7 л.

V = V_цил – V_кон = 0,0057 – 0,0019 = 0,0038 м³.

Висоту апарату приймаємо 510 мм. Висоту конусної частини приймаємо 85 мм. Діаметр апарату приймаємо 300 мм.

Із зовнішньої сторони апарат покривається рубашкою, що підігріває робочий розчин.

Враховуючи середовище в апараті вибираємо матеріал апарату.

Середовище: H₂SO₄ (15 %), при Т = 20–37 ˚С.

Матеріал: сталь Х18Н10Т + поліетиленова футеровка.

8. ОХОРОНА ПРАЦІ

8.1 Загальна характеристика умов здійснення технологічного процесу

8.1.1 Значення охорони праці

Охорона праці – це система правових актів та відповідальних їм соціально-економічних, організаційно технічних, санітарно-гігієнічних, лікувально-профілактичних засобів, та заходів які забезпечують збереження життя, здоров’я та працездатності людини в процесі [12].

Головним її завданням є забезпечення безпечної та високопродуктивної праці, зниження та ліквідація виробничого травматизму та професійних захворювань.

В теперішній час в хімічній промисловості здійснюється комплексна механізація та автоматизація найважливіших виробничих процесів.

Вровадження безперервних виробничих процесів дозволяє знизити велику кількість милу промислових цехів, звести до мінімуму викидання шкідливих речовин в навколишнє середовище. Також впроваджується наукова організація праці та вдосконалене високопродуктивне обладнання. Використовуються відходи виробництва.

Все дозволяє підвищити не тільки продуктивність праці, але і покращити умови праці на підприємствах.

8.1.2 Аналіз небезпечних та шкідливих виробничих факторів, які були присутні при проведенні процесу, приведені в таблиці 8.1.

Таблиця 8.1 – Перелік небезпечних та шкідливих виробничих факторів та їх джерел

Небезпеч–ний (шкід–ливий) виробничий фактор ГОСТ 12.0.003–74 [13]	Нормативно-технічний документ, регламенту–ючий умови безпеки	Джерело виник–нення	Характер дії фактора на організм людини	Нормативний показник та його значення
1	2	3	4	5
Висока електрична напруга 380 В	ПУЭ–87 [14] ГОСТ 12.1.030–81* [15]	Змішувач, насоси, дробарка та інше.	При проходженні через організм людини електрич–ний струм має термічну, електро–літину, механічну та біологічну дію. Це може призвес–ти до двох видів уражень: електричним трав–мам та електрик–ним ударам.	Сила струму порового від чутливого: пос–тійний І=5–7 А, змінний І=0,6–1,6 мА, пороговіго невідпускаючо–го, постійний І=50–80 мА, змінний І=10–15 мА, фібриляційний струм постій–ний І=300 мА, змінний І>50–100 мА.
Вибухо– та пожежне–безпечність H2O2, Н2SO4, та інші.	ГОСТ 12.1.044–89* [16] ДСТУ 2272: 2006 [17] ГОСТ 12.1.004–91* [18]	Реактори розчин–ники, реактор, та інші.	При попаданні в епіцентр пожежі опіки, задуха димом, вибух.	Див табл. 8.3
Запилюва–ність	ГОСТ 12.1.005–88 [19] ГОСТ 12.1.007–88 [20]	Заванта–ження та виванта–ження змішува–ча, реак–тора, дробарки.	Див. табл. 8.2	ГДК, мг/м3 (див. табл. 8.2)

Продовження таблиці 9.1

1	2	3	4	5
Шум	ГОСТ 12.1.003–83* [21] ДСН 3.3.6.037–99 [22]	Вентиля–ційне устатку–вання, насос, дробарка та інші.	Передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації. При дії на організм людини виникають відхи–лення в переди–ричній, нервовій та серцево-судин–ній системах та в опорно-руховому апараті. При тривалій дії вини–кає «вібраційне захворювання»	Віброшвид–кість – V, м/с, віброприско–рення а, м/с2 та їх логарифмічні рівні La, Lv, дБ Lv = 92 дБ.
Шкідливі речовини (Н2SO4, NaOH та інші)	ГОСТ 12.1.005–88 [19] ГОСТ 12.1.007–88 [20]	Техноло–гічний процес	Див. табл. 8.2	ГДК, мг/м3 (див. табл. 8.2)
Несприят–ливий мікроклімат (підвищена температура поверхні обладнання та матеріа–лів)	ГОСТ 12.1.005–88 [19] ДСН 3.3.6.042–99 [23]	Реактор синтезу, сушиль–ний барабан, піч для спікання, термоо–кислювач та інші.	Порушення терморегуляції організму, тепло–вий удар, судорожна хворо–ба.	Припустимі та оптимальні температура, oC, відносна вологість, , %, швидкість руху повітря (м/с) (див. табл. 8.4)
Статична електрика	НПАОП 0.00–1.29–97 [24] ГОСТ 12.1.018–93 [25]	Процеси дроблен–ня фільт–рації (просіву)та інші.	Негативно діє на психо-фізичний стан, судороги, фізіологічна дія, головний біль, порушення сну.	Мінімальна енергія зажигання мДж

8.1.3 Токсикологічна характеристика речовин і матеріалів

Токсикологічна характеристика речовин і матеріалів, які обертаються в процесі, приведенні в таблиці 8.2

Характеристики

Список файлов ВКР