«Фильтрование. Ионный обмен. Экстракция. Сорбция.» (стр. 1 из 2)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МАТИ» - Российский государственный технологический университет имЕНИ К. Э. Циолковского
Кафедра «Промышленная экология и безопасность производства»
Курсовая работа
по дисциплине «Процессы и аппараты»
на тему: «Фильтрование. Ионный обмен. Экстракция. Сорбция.»
Студент (И.В. Приставко)
Группа (6ИЗО-4ДС-042у)
Руководитель
Москва 2009 г.
Содержание
| 1) Найти общее количество фильтрата полученного в конце фильтрования суспензии при постоянной разности давлений на рамном фильтр-прессе который состоит из n рам размером 800х800 мм. Скорость промывки в Z раз меньше скорости фильтрования. Время промывки осадка τ ч. Количество промывной жидкости Vпр л. Дано: |
0,0000245475 м3/ч 
) = 8412,5416926367 кг/м2 | 2) На барабанный вакуум-фильтр непрерывного действия подаётся 8,6 м3/ч суспензии содержащей 17,6 % твёрдой фазы. Необходимая влажность осадка составляет 34 % Давление в вакуумной сети предприятия составляет 510 мм. рт. ст. При эксперименте давление составляло 610 мм. рт. ст. В эксперименте было установлено, что заданная влажность осадка получается за 32 с. работы фильтра (зоны фильтрования). Полученные значения коэффициентов составляют: К = 11,2 л6/м4с С = 6 л3/м2 ρ = 1120 кг/м3 Выбрать фильтр марки БОУ | |
| Дано: Vс = 8,6 м3/ч w = 17,6 % φ = 34 % pп = 510 мм. рт. ст. pэ = 610 мм. рт. ст. τ = 32 с. Кэ = 11,2 л6/м4с Сэ = 6 л3/м2 ρс = 1120 кг/м3 ρэ = 1000 кг/м3 | Решение:  =1,2 Кп = 13,4 Сп = 7,2   V2 + 14,4 V - 428,8 = 0 D = 1922,6 V1 = 14,72 л/м2 32с V2 = -29,12 Производительность по фильтрату: V1 = 0,46 л/м2с |
| БОУ — ? | |
Массовое соотношение влажного и сухого осадка:
расход суспензии
Расход осадка
Vcм = Vсв ∙ w ∙ m = 2576,753 кг/ч
Количество фильтрата
Vсв - Vcм = 7055,247 кг/ч = 1,96 л/с воды фильтр должен давать
Определим поверхность фильтра:
У фильтров типа БОУ поверхность фильтрования составляет примерно 35% общей поверхности.
Sф = 8 м2
Исходя из поверхности фильтрования, выбираем фильтр БОУ-10-2,6
Для определения частоты вращения, необходимо определить длину поверхности фильтра и длину зоны фильтрования:
lф = 3,85 м
lзф = 1,08 м
Определяем частоту вращения барабана:
ν = 1,284 мин-1
3) Определение констант фильтрования лабораторным методом.
Уравнение выражающее прямолинейную зависимость между величинами dV/dτ и V применяется для определения С и К по экспериментальным данным:
V — объем фильтрата, м3;
τ — продолжительность фильтрования, с;
Для этой цели откладываются по оси абсцисс измеренные значения V1, V2,..., Vn, а по оси ординат — соответствующие измеренные значения τ1/V1, τ2/V2,...., τn/Vn.
Проведя по экспериментальным точкам прямую, находят затем К и С из уравнений:
τgβ = 2/К m = 2С/К.
| 4) Необходимо получить умягчённую воду с общим солесодержанием 15 мгэкв/л. Заданная величина проскока составляет 0,02 мгэкв/л. Рассчитать расход реагента NaCl на регенерацию катионита КУ-2-8, обеспечивающего проведение процесса в заданном режиме. | |
| Дано: С = 15 мгэкв/л φ = 0,00125 Ж = 0,02 мгэкв/л α0 = 0,6 MNa = 23 г/моль MCl = 35,5 г/моль MNaCl = 58,5 г/моль |   α = 0,9375   |
| m — ? | |
m = MNaCl ∙ μ’ = 185,95202 кг/кг вост ё
| 5) Коэффициент распределения равен 0,0017 a. Определить концентрацию металла, если на его экстракцию поступает 1 л раствора и 0,05 л экстрагента. Начальная концентрация металла 0,3 г/л. b. Определить число ступеней экстракции до достижения экстракции металла до 10-6 г/л, если экстрагент подаётся порциями по 0,15 л. | ||||||
| Дано: Kp = 0,0017 Vорг = 0,05 л Vв = 1 л Свнач = 0,3 г/л Сдост = 0,000001 г/л Vоргпор = 0,15 л | а. Vв (Свнач – Свкон) = Vорг Соргнас    0,3 –  = 0,05Соргнас Соргнас = 5,80271 г/л Свкон = 0,00986 г/л | |||||
| а) Свкон — ? б)Колчество ступеней - ? | ||||||
| b. 1-ступень: 0,3 – = 0,15Соргнас Соргнас = 1,97759 г/л Свкон = 0,00336 г/л 2-ступень 0,00336 – = 0,15Соргнас Соргнас = 0,022148978 г/л Свкон = 0,000037653 г/л 3-ступень 0,000037653 – = 0,15Соргнас Соргнас = 0,0002482069875 г/л Свкон = 0,0000004219519 г/л | ||||||
| 6) Потоки водной и органической фаз равны. После экстракции раствора, который содержал 0,5 г/л Ni и 1,5 г/л Fe, осталось 0,1 г/л Ni и 1,45 г/л Fe. Определить Kp, β, E. | ||||||
| Дано: Vорг = Vв СвNiнач = 0,5 г/л СвNiкон = 0,1 г/л СвFeнач = 1,5 г/л СвFeкон = 1,45 г/л | Vв (Свнач – Свкон) = Vорг Соргнас Так как Vорг = Vв Соргнас = Свнач - Свкон СоргNiнас = 0,4 г/л СоргFeнас = 0,05 г/л   | |||||
| Kp — ? β — ? Е — ? | ||||||
   | ||||||
| 7) Экстракция Te осуществляемая 80% раствором ТБФ в керосине. Ёмкость экстрагента 55 мг/л. Поток экстрагента 100 л/ч. В исходном водном растворе содержится 60 г/л Те. Экстрактор работает 20 ч/сут. Извлечение Те ― 96%. Плотность керосина и ТБФ 0,8 и 0,995 кг/л соответственно. Определить: a. Суточный расход составляющих экстракта по керосину и ТБФ. b. Массу извлекаемого Те в сутки. | ||||||
| Дано: Ё = 55 мг/л Vорг = 100 л/ч Свнач = 60 г/л T = 20 ч/сут. E = 96% ρк = 0,8 г/л ρТБФ = 0,995 г/л | Vв (Свнач – Свкон) = Vорг Соргнас а. Vоргсут = 100 ∙ 20 = 2000 л/ч Vксут = VТБФсут = MТБФсут = ρр-ра = 0,8/0,8 + 0,2/0,995 = 1,201 л/кг mр-расут = 2000/1,2 = 1665,272 кг VТБФсут =  = 1665,272 л Vксут =  =334,728 л б. mТесут = Vоргсут ∙ Ё ∙ Е mТесут = 2000 ∙ 55 ∙ 0,96 = 105600 мг/сут | |||||
| VТБФсут — ? Vксут — ? mТесут — ? | ||||||
| 8) На экстракцию поступает 0,3 л водного раствора содержащего 0,2 моль соли и 0,2 л экстрагента. Коэффициент распределения соли равен 0,075 Определить концентрацию соли в водной и органической фазе. | ||||||
| Дано: Kp = 0,075 Vорг = 0,2 л Vв = 0,3 л n = 2 моль | Vв (Свнач – Свкон) = Vорг Соргнас    | |||||
| Свкон — ? Соргкон — ? | ||||||
0,3 (6,67 –  ) = 0,2Соргнас Соргнас = 8,99326 г/л Свкон = 0,67449 г/л | ||||||
| 9) Графически и аналитически определить число ступеней экстракции нафтеновой кислотой из водного раствора Zn с концентрацией с 8 до 0,02 г/л, если поток водной фазы 1000 м3/сут, органической фазы 400 м3/сут. Данные по концентрации Zn | ||||||
| В органической фазе | 13,6 | 7,5 | 3,9 | г/л | ||
| В рафинаде | 1,5 | 0,5 | г/л | |||
Аналитический метод