Решение. Расход извести а в кг/м

7 РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНЫХ БАЛАНСОВ ГАСИТЕЛЯ-КАУСТИФИКАТОРА И КАУСТИФИКАТОРА
7.1 Материальный баланс гасителя-каустификатора
В гаситель-каустификатор подается содовый раствор, содержащий 60 н.д. Na₂CO₃ и 20 н.д. NaOH,и известь,содеожащая 85 % активной окиси кальция. На 1000 кг 92 %-ной каустической соды расходуется 1000 кг извести. Избыток против теоретического количества 5 %. Плотность содового раствора 1150 кг/м³. Степень каустификации раствора в гасителе-каустификаторе 75 %. С отбросами теряется 60 кг 85 %-ной извести, 101 кг CaCO₃ и 6 кг Na₂CO₃. Влажность отбросов 20 %. При промывке отбросов получается 312,1 кг раствора с общей щелочностью (в пересчете на Na₂CO₃) 48 %.
Решение.
Расход извести А (в кг/м³) на каустификацию 1 м³ на каустификацию 1 м³ содового раствора подсчитываем по формуле
А=(1,4∙(С₁∙(К/100)-С₂)∙(100+L), где
С1 – общая щелочность содового раствора в пересчете на Na₂CO₃, н.д.;
С₂ – содержание NaOH в содовом растворе, н.д.;
К – теоретическая степень каустификации, %;
L – избыток CaO_акт, %;
С_изв – содержание CaO в извести, %.
Для нахождения теоретической степени каустификации К определим процентное содержание Na₂CO₃ в содовом растворе:
60∙2,65/1150∙100=13,85 %
где 2, 65 – коэффициент пересчета концентрации раствора из н.д. в г/дм³ или в кг/м³ . Степень каустификации раствора такой концентрации равна 93 %.
Отсюда: А=(1,4(80∙(93/100)-20)(100+5))/85=94,1 кг/м³
Расход содового раствора на 1000 кг каустической соды составит:
1000/94,1=10,6 м³/т или 10,6∙1,15=12,2т
Раствор содержит, кг:

Na2CO3	10,6∙60∙2,65=1685
NaOH	10,6∙20∙2,0=424
H2O	12200-1685-424=10091

(2,65 и 2,0 – коэффициенты для пересчета концентрации Na₂CO₃ и NaOH из н.д. в г/дм³ или в кг/м³).

Общее содержание щелочи в содовом растворе: 1685+424∙106/(2∙40)=2247кг,
где 106 и 40 – молекулярные массы Na₂CO₃ и NaOH.
Расход воды на гашение CaO: 850 (18/56) =273 кг.
При этом образуется Ca(OH)₂: 850 (74,56)=1123 кг.
В растворе после гасителя-каустификатора при степени каустификации 75 % содержится, кг:

Na2CO3	0,25∙2247=562
NaOH	0,75∙2247∙80/106=1273

В результате каустификации образовалось NaOH: 1273 – 424=849 кг.

На образование 849 кг NaOH пошло, кг:

Na2CO3	849∙106/(2∙40)=1123
Ca(OH)2	849∙74/(2∙40)=786

При этом образовалось CaCO₃: 849(100/2∙40)=1060,2 кг.

Количество Ca(OH)₂, теряемое с отбросами
60∙0,85∙74/56=67,4 кг,
Где 74 и 56 – молекулярные массы Ca(OH)₂ и CaO.
Вместе с отбросами отводится, кг:

Na2CO3	0,25∙6=1,5
NaOH	0,76∙6((2∙40)/100)=3,4
H2O	(20(67,4+101+3,4+1,5))/80=43,3

С промывными водами отводится щелочи, кг:

В пересчете на Na₂CO₃ 312,1∙(4,8/100)=15
В том числе – 

Na2CO3	0,25∙15=3,8
NaOH	0,75∙15∙(2∙40)/106=8,5

Количество воды, в которой растворены эти щелочи

312,1-8,5-3,8= 299,9 кг.
Количество реагентов, отводимое с суспензией в первый каустификатор, составит, кг:

Na2CO3	1685-1123-1,5-3,8=556,7
NaOH	1273-3,4-8,5=1261,1
Ca(OH)2	1123-67,4-786=269,6
CaCO3	150+1060,2+101=1109,2
H2O	10091-273-43,3=9774,7

Материальный баланс гасителя-каустификатора (на 1000 кг каустической соды) представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Материальны баланс гасителя -каустификатора

Приход с содовым раствором	кг	Расход с суспензией в каустификатор	кг
Na2CO3	1685	Na2CO3	556,7
NaOH	424	NaOH	1261,1
H2O	10091	Ca(OH)2	269,6
Всего	12200	CaCO3	1109,2
с известью		H2O	9774,7
CaO	850	Всего	12971,3
CaCO3	150	С отбросами
Всего	1000	Na2CO3	1,5
С водой на промывку отбросов		NaOH	3,4
H2O	300	CaCO3	101,0
		Ca(OH)2	67,4
		H2O	43,3
		Всего	216,6
		С промывными водами
		Na2CO3	3,8
		NaOH	8,5
		H2O	299,9
		Всего	312,1
Итого	13500	Итого	13500

7.2 Материальный баланс каустификатора

Исходя из условий предыдущего примера, составим материальный баланс каустификатора, если из гасителя-каустификатора в него поступает суспензия со степенью каустификации раствора, равной 75 %. Степень каустификации раствора после каустификатора составляет 85 %.
Общее содержание щелочи (в перещете на Na₂CO₃) в суспензии, вытекающей из каустификаторов первой каустификации6
556,7+1261,1∙(106/(2∙40))=2226,7 кг
При степени каустификации 85 % суспензия содержит, кг:

Na2CO3	0,15∙2226,7=334
NaOH	0,85∙2226,7∙9((2∙40)/10690=1429,2

В результате каустификации образовалось, кг:

NaOH	1429,2-1261,1=168,1
CaCO3	168,1∙(100/(2∙40))=210,9

(100 – молекулярная масса CaCO₃).

Общее количество CaCO₃ в суспензии: 1109,2+210,9=1320,1 кг.
При этом прореагировало, кг:

Na2CO3	168,1∙(106/(2∙40))=224
Ca(OH)2	168,1∙(74/92∙

В суспензии осталось Ca(OH)₂: 269,6-156,3=113,3 кг.

Материальный баланс каустификатора первой каустификации представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Материальный баланс каустификатора первой каустификации

Приход	кг	Расход	кг
С суспензией из гасителя-каустификатора		Суспензия в отстойник
Na2CO3	556,7	Na2CO3	334
NaOH	1261,1	NaOH	1429,2
Ca(OH)2	269,6	Ca(OH)2	113,3
CaCO3	1109,2	CaCO3	1320,1
H2O	9774,7	H2O	9774,7
Всего	12971,3	Всего	12971,3