О‘zbekiston respublikasi oliy va о‘rta maxsus ta’lim vazirligi qarshi muxandislik iqtisodiyot instituti «kimyoviy texnologiya» kafedrasi
Download 0.85 Mb. Pdf ko'rish
|
КТНАдан амалий машгулот-1(2)
- Bu sahifa navigatsiya:
- «KIMYOVIY TEXNOLOGIYA» KAFEDRASI
- «Kimyoviy texnologiya nazariy asoslari» fanidan amaliy mashg‘ulotlarni mazmuni Sarflash koeffitsiyentini hisoblash
- Qaytmas kimyo-texnologik jarayonlarni moddiy kirim-chiqimi hisobini tuzish
|
О‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA О‘RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI QARSHI MUXANDISLIK IQTISODIYOT INSTITUTI «KIMYOVIY TEXNOLOGIYA» KAFEDRASI
AMALIY MASHG‘ULOTLARNI BAJARISH UCHUN USLUBIY QО‘LLANMA
Toshkent – 2020y. 2
Tuzuvchilar: ass. O.X.Panjiyev t.f.n. Norqulov M.B. Taqrizchilar: t.f.n., dots. Z.T. Ro’zieva k.f.n., dots. L.S. Kamolov
Mazkur uslubiy qo’llanma Qarshi muhandislik-iqtisodiyot institutining 5320400 – kimyoviy texnologiya (ishlab chiqarish turlari boyicha) bakalavr ta‘lim yo’nalishlari 2-kurs talabalari uchun tuzilgan.
Ushbu uslubiy qo’llanma «Kimyo va kimyoviy texnologiya» kafedrasi yig’ilishida (2020 yil «___»_________ Bayonnoma №___) Texnologiya fakultetining uslubiy komissiyasida (2020 yil «___»_________ Bayonnoma №___) kengashida tasdiqlangan.
3
Sarflash koeffitsiyentini hisoblash Sarflash koeffitsiyenti deb, har qanday maxsulotni 1 tonna oG‘irligidagi, yoki 1000 mm 3
3 dan
reaksiyaga kirishayotgan moddalarni hamda aralashmalarni topishga aytiladi.
Misol 1. Tekshirishdan sо‘ng qо‘yidagi tarkibga ega bО‘lgan: a = 78%SaS 2 ; v = 15% SaO; S = 3%S; d = 4% О‘zgacha aralashmadan iborat texnik kalsiy karbid ishlab chiqarishdagi sarflanish koeffitsiyentini aniQlash. Hisobni ye=1 t texnik maxsulotga nisbatan olib borilsin,agarda: kО‘ydirilgan ohak j= 96,5% SaO dan iborat bulsa, koks tarkibida esa kul = 4% ni; uchuvchan moddalar K == 4%-ni; namlik l=3%ni tashkil etsa, S, SaS 2 va SaO ni molekulyar massasi 12, 64 va 56 uglerod birligiga teng bО‘ladi. Yechim. Kalsiy karbidi quyidagi kimyoviy tenglama bо‘yicha olinadi:
SaO + 3S = SaS 2 + SO + Q Bu reaksiya yuqori harorat = 2000 0 S atrofida ketadi. I. QО‘yidagi ohaktosh sarfini topish: 1) Berilgan yuqoridagi shartlarga muvofiq ye=15, maxsulotda m = % 100 1000 1 % 78 1000
% 100
% кг т в а 780kg SaS2 bordir. Bunday miqdorda SaS2 olish uchun reaksiyadagi stexiometrik nisbatga muvofiq, quyidagi SaO kerakdir:
кгСаО т 675
64 56 780 1 2) Bundan tashqari, olingan maxsulotdagi reaksiyaga kirisha olmay qolgan SaO miqdori.
кгСаО кг т 150
% 100
1 % 15 1000 2 3) U vaqtda toza SaOning umumiy sarfi:
m 3 = m 1 + m
2 = 675 + 150 = 825 kg SaO 4) Texnik kuydirilgan ohak tosh sarfi:
кг Ж т т 850
% 5 , 96 % 100 825 % % 100 3 4 kuydirilgan ohaktosh 4
II. Koks sarfi. 1) Koksdagi uglerodning % miqdori: m 5
2) m kg kalsiy karbidi osil bо‘lish uchun uglerod sarfi: m 6 = кг m 440
64 12 3 780 64 12 3 uglerod 3) Tayyor maxsulotdagi reaksiyaga kirisha olmay qolgan uglerod sarfi: m 7 = кг c кг l 30 % 100 % 3 1000 1 % 100 % 1000 uglerod.
4) Uglerodning umumiy sarfi: m 8 = m 6 + m
7 = 440 + 30 = 470 kg uglerod.
5) Koks bО‘yicha sarflanish koeffitsiyenti: m 9 = кг т т 530
% 89 % 100 470
% % 100 5 8 koks. Demak, 850 kg kuydirilgan ohak tosh tosh 530 kg koks qо‘shib qizdirilsa 1 tonna 78% li texnik kalsiy karbidi olinar ekan.
5
Misol 2. Portland sement uchun n = 1t sement toshi (klinker) ishlab chiqarishni ta’minlaydigan kuydiruvchi о‘choq moddiy kirim-chiqim yakuni tuzulsin, agarda (shaxta) boshlanG‘ich homashe aralashmasi tarkibiga a = 20% qurilish loyi va v = 80% ohaktosh kirsa. Homasheni massali % dagi tarkibi:
Qurilish loyi: v = 72% - SiO 2 ; g = 16,0%- Al 2 O
; d = 7,0%- Fe 2 O 3 ; ye = 1,7%- K 2 O; j = 3,3% - Na 2 O. Ohaktosh i = 95,0% SaSO 3 ; k = 5,0% - aralashma. Yechim. Portlandsement о‘zining sovuqqa chidamliligi, suvutkazmasligi, yuqori mexanik mustaxkamligi bilan ajralib turadigan, juda keng tarqalgan gidravlik boG‘lovchi moddadir. Portlandsementning bu xossalari har qanday sementning asosini tashkil etuvchi – klinkerning tarkibiga kiruvchi har xil oksidlar nisbati bilan belgilanadi. Klinker xosil qilish uchun juda mayda qilib yanchilgan, yaxshi aralashtirilgan boshlanG‘ich xomashe aralashmasi tarkibiga kiruvchi moddalar aylanuvchi Quvursimon о‘choqlarda yuqori haroratlarda kuydirilgan. Homashedagi (ozod) namlik bО‘G‘latilgach, 500 0 S chamasida loy tarkibiga kiruvchi minerallar degidrotatsiyalanadi. Sо‘ngra ohaktosh SaSO 3 parchalanib, kuydirilgan ohak SaO hosil qiladi: SaSO
3 SaO + SO 2 – Q (1000 0 C atrofida) Bu SaO loydagi (komponentlar) moddalar bilan reaksiyaga kirishib, kalsiy silikati va boshqa birikmalar hosil qiladi.
Klinker xosil bО‘lishi 1400 0 - 1500 0 S larda boshlanG‘ich xomashelar aralashmasini erib, qotishini hosil qilishi bilan tugallanadi: SaO, SiO 2 , Al 2 O 3 va Fe 2 O 3 qо‘yidagi birikmalar hosil qiladi: 3SaO*SiO 2 ; 2CaO*SiO 2 ; 3CaO*AI 2 O
va 4CaO*AI 2 O 3 *Fe
2 O 3 . Moddalarning molekulyar massasi: SaSO 3
2 - 44 u.b. Ohaktosh va loyning dastlabki homashedagi berilgan nisbatidan va ularning kimyoviy tarkibidan kelib chiqib, dastalbki homashe tarkibiga kiruvchi moddalar tarkibini % hisobida topamiz:
R
= % 0 , 76 100 95 80 % 100 % % и б R
aralashma =
% 0 , 4 100
5 80 % 100 % К б
6
R SiO2 =
% 4 , 14 100
72 20 % 100 % % в а
P AI2O3
= % 2 , 3 % 100 % 16 % 20 % 100 % % г а
P Fe2O3
= % 4 , 1 100 7 20 % 100 % % g а
P K2O
= % 34 , 0 100 7 , 1 20 % 100 % % e a
P Na2O
= % 66 , 0 % 100 % 3 , 3 % 20 % 100 % % ж a
YUQorida topilgan SaSO 3 ning quyidagi reaksiya: SaSO 3 SaO + SO 2 – Q
Buyicha dissotsiatsiyalanishi natijasida hosil bО‘layotgan klinkerning tarkibi о‘zgaradi. m = 100 kg boshlang‘ich xomashyo aralashmasidan quyidagi kg hisobida klinkerning tarkibiy qismlari hosil bо‘ladi. Bu yerda R SaSO3 = m
CaCO3 ; m CaCO3 =
3 3 76 100 100
76 % 100 % кгСаСО m Р СаСО
U vaQtda: m CaO
= кгСаО РСаСО 43 100 56 76 100 56 3 quyidagi vaqtda SiO 2 , AI
2 O 3 , Fe 2 O 3 , Na
2 O, K
2 O kabi oksidlar kimyoviy zgarmay qoladi mSiO 2
SiO2 = 3,2 kg AlO 3
2 O 3 =P Fe2o3
= 1,4 kg Fe 2 O 3
mK 2 O 3 = P K2O
=0,34 kg K 2 O mNa 2 O = P
Na2O = 0,66 kg Na 2 O
m aralashma = R 2aral
= 4 kg aralashma
jami = m kg klinker = 67kg klinker qattiq fazada. Gaz fazasiga m / = mCaCO 3 – mCaO = 76-43 = 33kg SO 2 О‘tadi
7
Hammasi bо‘lib, 67kg klinker va 33kg SO 2 ni tashkil etadi. U vaqtda klinkerni massali % (oG‘irlik) tarkibi: P / CaО = % 2 , 64 67 % 100 43 % 100 кг кг m m клинкер CaO
P / 2 SiO = % 5 , 21 67 % 100 4 , 14 % 100
2
кг m m клинкер SiO
P / 3 2O AI = % 71 , 4 67 % 100 2 , 3 % 100
3 2 кг кг m m клинкер O AI
P / 3 2O Fe = % 08 , 2 67 % 100 4 , 1 % 100
3 2 кг кг m m клинкер O Fe
P / 2О К =
% 51 , 0 67 % 100 34 , 0 % 100 2
кг m m клинкер O K
P / 2O Na =
% 00 , 1 67 % 100 66 , 0 % 100 2
кг m m клинкер O Na
P /
= %
, 6 67 % 100
4 % 100 кг кг m m rkbyrth аралашма
Jami: 67kg = 100% 1t klinker olish uchun xomashe sarfi: 1) toza SaOdan: m 1 = кгСаО кг кг Р СаО 642
1000 % 100 % 2 , 64 1000
% 100
%
2) Yoki toza SaSO 3 dan:
m / 1 = m 1 kg 3 1146
56 100
642 56 100 кгСаСО 3) SaSO
3 kuyishida ajralib chiqayotgan SO 2 :
2 = m
/ 1 - m 1 = 1146 – 642 = 504kg CO 2 Texnik oxaktoshdan sarf buladi: 8
m / 2 = кг U m 1206
% 95 % 100 1146
% % 100 / 1 texnik ohaktosh 4) Ohaktoshdagi aralashmani miqdori: m 3
/ 2 - m / 1 = 1206 – 1146 = 60kg aralashma 5) Loyning K 2 dagi sarflanishi: a) SiO 2 bО‘yicha m 4 =
кг кг P SiO 215
1000 % 100 % 5 , 21 1000
% 100
/ 2 SiO
2
b) AI 2 O 3 bО‘yicha m 5 =
кг кг P O AI 1 , 47 1000
100 7 , 4 1000
% 100
/ 3 2 AI 2 O 3 v) Fe 2 O 3 bО‘yicha m 6 =
кг P O Fe 8 , 20 1000
100 08 , 2 1000
% 100
/ 3 2 Fe 2 O 3 g) K
2 O bО‘yicha m 7 =
кг p O K 1 , 5 1000
100 51 , 0 1000
100 / 2 K 2 O d) Na 2 O bО‘yicha m8 = кг P O Na 10 1000 100 0 , 1 1000
100 / 2 Na 2 O
jami = 298kg. Hisoblar natijasini ushbu jadvalda belgilaymiz:
1t portland sement klinkeri tayyorlaydigan о‘choqning moddiy kirim-chiqim yakuni Kirim
Chiqim № Homashyo kg
№ Maxsulot
Kg 1.
2. a b v g d Oxaktosh: A) SaSO3 B) aralashma Qurilish loyi: SiO
2
AI 2 O 3 Fe
2 O 3 K 2 O Na
2 O
m / 1
m 3
m 4
m 5
m 6
m 7
m 8
1146
60
215 47,1 20,8
5,1 10,0
1. a b v g d ye j 2. Klinker: SaO SiO
2
AI 2 O 3 Fe
2 O 3 K 2 O Na
2 O Aralashma SO 2
m 1
m 4
m 5
m 6
m 7
m 8
m 3
m 2
642
215 47,1
20,8 5,1
10 60
504
Jami 1504
Jami
1504
9
Ma’lumki, hom ashyoni tashkil qiluvchi moddlar qatori, mahsulotni tashkil etuvchi moddalar ham о‘zaro reaksiyaga kirishishi mumkin, ya’ni bir vaqtning О‘zida tо‘G‘ri va teskari reaksiyalar ketishi mimkin va ular tezliklari teng bО‘lgan vaqtda kimyoviy muvozanatdagi erishini va u moddalar konsentratsiyasi, harorati va bosimi doimiy bо‘landa – о‘zgarmasdir. Massalar ta’siri qonuniga muvofiq: mA + nB pC + qD bО‘lsa,
tо‘G‘ri reaksiya tezligi: V 1 = K 1 [A]
m [B]
n
Teskari reaksiya tezligi:
V 2 = K
2 [C]
p [D]
q
Muvozanat sharoitida: V 2 = V
1
K 2 [C]
p [D]
q = K
1 [A]
m [B]
n
K 1 va K 2 - tezlik konstantalari, K – muvozanat konstantasi va u haroratga boG‘liqdir.
Vant-Goff tenglamasiga muvofiq muvozanat konstantasi: haroratga quyidagicha boG‘liqdir: 2 ln
q dT K d p MK
K mk 0 K harorat; q p - reaksiyani issiqlik effekti va uni Tga nisbatan tenglamasi Kirx-Goff tenglamadan topiladi.12 mol modda uchun q p = C p *ΔT; C
p = f(T); q p = f(T) Vant-Goff tenglamasi integrallab: lnK MK
K mk - har xil ifodalanishi mumkin: K mk - ; ] [ ] [ ] [ ] [ n P P P P B m B q d p c K s =
; ] [ ] [ ] [ ] [ N B m A q D p c C C C C
ΔN = [q + p]-[m+n];
K N =
; ] [ ] [ ] [ ] [ n B m A q d p c N N N N
K MK = P*K
N
10
№ 3. Kontakt usuli bilan sulfat kislota ishlab chiqarishda SO 2 ni SO 3 ga oksidlash jarayenida forkontakt qurilmasiga quyidagi tarkibdagi о‘choq gazi kiradi: SO 2 = a = 11%(h); O2 = b =10% (h); N2 = v =79% (h) Oksidlash jarayoni harorati t= 570 0 Cda va R=1,2*10 5 Pa bosimda olib boriladi. Oksidlanish darajasi X=70% ga teng. Oksidlangan gaz tarkibi va muvozanat doimiysi miqdori aniqlansin. Yechimi: SO 2 ni SO
3 ga oksidlanishi kuyidagi reaksiya bо‘yicha amalga oshiriladi: SO 2
2 = SO
3 + Q
Bu reaksiyalar amaliy qaytar, gomogen va ekzotermikdir. Masala shartiga kura muvozanatga erishilgan vaqtda, ya’ni SO 2 SO
3 ga X=70% oksidlangan vaqtda, о‘choq gazi tarkibiga kiruvchi gazlar molekulalari soni mollar hisobida quyidagicha о‘zgarishi mumkin:
Reaksiyaga qadar: Reaksiyadan sung, ya’ni muvozanat vaqtida hosil bо‘ladi. SO 3 dan:
n / 2 SO = 0.11 mol n /
O = 0.10 mol n /
N = 0.79mol
00
1 / n mol
n 3 SO = n
/ 2
x = 0.11*0.7= 0.077 mol qoladi SO 2 dan
n SO2
= n / 2 SO - n
3 SO = 0.11-0.077 = 0.033 mol qoladi O 2 dan: n 2
= n /
O - 0615 . 0 2 077 . 0 100 . 0 2 3
n
Azot reaksiyaga kirishmagani uchun о‘zgarmaydi: n 2
= n /
N = 0.79 mol
9615
. 0
Shunday qilib, reaksiya natijasida о‘choq gazining umumiy hajmi 1,000-0,9615 = 0,0385 molga kamayib, 0,9615 molga teng bо‘lib qoladi. BuG‘ vaqti о‘choq gazini muvozanat sharoitidagi tarkibi, mollar ulushida quyidagicha bо‘ladi:
M SO3 =
0797 . 0 9615 . 0 077 . 0 3 n n SO m.u.
M SO2
= 0342
. 0 9615 . 0 033 . 0 2 n n SO m.u.
11
M O2 = 0638 . 0 9615 . 0 0615 . 0 2 n n O m.u.
M N2 = 8223
. 0 9615 . 0 79 . 0 2 n n N m.u.
M = 1.0000 m.u. о‘choq gazining muvozanat sharoitidagi hajmiy % dagi tarkibi: M 100% (%) P / 3 SO =
) %( 97 . 7 % 100 000
. 1 0797 . 0 % 100 3
M M SO
M SO3 P / 3
(x) P / 2 SO = ) %( 42 . 3 % 100 2 x M M SO P / 2 O = ) %( 38 . 6 % 100 2 x M M O P / 2 N = ) %( 23 . 82 % 100 2 x M M N ) %( 100 /
P
Endi о‘choq gazi komponentlarining muvozanat sharoitidagi parsial (umumiy) bosimini aniqlaymiz:
R
= M SO3
P = 0.0797*1.2*10 5 = 0.096*10 5 Pa
P SO2
= M SO2
P = 0.0342*1.2*10 5 = 0.041*10 5 Pa
P O2 = M O2 P = 0.0638*1.2*10 5 = 0.076*10 5 Pa
P N2 = M N2 P = 0.8223*1.2*10 5 = 0.987*10 5 Pa
Па Р 5 10 2 , 1
Download 0.85 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|