Учебный план по дисциплине «Технологические процессы и аппараты» включает лекции, практические занятия, индивидуальные задания: реферат по теме «Инновационные технологии и оборудование в металлургии» ирасчетную часть

Задача 9 (оцениваемая)
Определить полезный температурный напор (среднюю движущую силу) для условий нагрева сырой пульпы в теплообменнике паром самоиспарения алюминатного раствора выщелаченной пульпы.
Температура входа сырой пульпы в теплообменник Т_n(нач) = 95⁰С – на выходе T_n(кон) = 140⁰С; температура насыщенного пара t_н = 165⁰С.

При парожидкостном нагреве более удобна формула:

;

где Т и Т – нагрев и недогрев жидкости в теплообменнике, ⁰С;

Т = 140 – 95 = 45⁰С;
Т = 165 – 140 = 25⁰С;

Массообменные процессы

Концентрирование растворов выпариванием растворителя.


Задача 10 (оцениваемая)
Определить производительность выпаренного аппарата по воде (кг/ч) при рабочих условиях: масса раствора, поступающего на выпаривание 50,50 кг/ч. Начальная и конечная доли растворенного вещества 4,3 и 35,0 % масс.


Решение:

Материальный баланс

G  _н = G_кон  _кон
50,5  0,043 = 6,2014  0,35
2,17 = 2,17


Задача 11 Ликвационное рафинирование металлов

Тонкое обезвисмучивание свинца осуществляют используя в качестве присадки лигатуру – эквимолярный сплав Pb – Na.

Определить расход лигатуры на ликвационное рафинирование 50 т чернового свинца. Массовая доля висмута в ликвируемом сплаве 0,07 % должна быть снижена на 90 %.
Составить материальный баланс 30 % перитектического превращения 200 кг сплава Na – Bi, с молярной долей Bi 40 %.


Решение: По фазовой диаграмме Bi – Na (Приложение В, рисунок В.8) определяем состав интерметаллического соединения, с которым при ликвационном рафинировании свинца выводится висмут. Соединение Na₃Bi, содержит 75% масс. висмута.
Масса висмута, удаляемая из свинца:

Расход натрия на образование Na₃Bi

На приготовление эквимолярной лигатуры Pb-Na потребуется свинца:

Расход лигатуры Pb-Na:

Расчет материального баланса перетектического превращения

По диаграмме Na-Bi определяем температуру перитектического превращения: 719 К. В равновесии три фазы:

Na₃Bi_кр + L_р = NaBi_кр

При охлаждении сплава Bi - Na с мольной Bi 40 % (массовая доля Bi 85,83 %) до 719, 01 К массы равновесных фаз определим по коноде ар:

Следует:

= 133,84 кг
= 66,16 кг

При 100 % перетектическом превращении (Т 718,99 К) жидкость состава L_p (мольная доля Bi 53 %) полностью израсходуется с образованием химического соединения NaBi. Массы двух твердых фаз определяем по коноде ав:

Следует:

= 52,7 кг
= 142,8 кг

При 30 % перетектическом превращении (719 К) масса образовавшегося Na₃Bi 66,16 – (66,16 – 57,2)0,3 = 63,47.

В итоге к моменту завершения 30 % перетектического превращения материальный баланс будет представлен массами равновесных фаз:

Проверка расчета: баланс по массе висмута в сплаве Na-Bi

2000,858 = 93,690,911 + 42,840,901 + 63,470,752 = 171,6 кг