Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Корнеев В.И. -> "Растворимое и жидкое стекло" -> 67

Растворимое и жидкое стекло - Корнеев В.И.

Корнеев В.И., Данилов В.В. Растворимое и жидкое стекло — СПб.: Стройиздат, 1996. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): liquidglas.djvu
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 92 >> Следующая

Рис; 59. Схема вращающегося шарового автоклава
Техническая характеристика автоклава
Рабочее давление 1,0 МПа
Давление гидроиспытания...... 1,4 МПа
Пробное пневматическое давление .... 1,0 МПа
Рабочая температура........+175°С
Рабо.чая среда...........раствор силиката
натрия
Геометрическая емкрсть.....• . . 4,9 м3
Масса загружаемой рабочей среды .... 6000 кг
Для варки жидкого стекла, кроме вращающегося цилиндрического автоклава, применяют также шаровой вращающийся автоклав. Схема такого автоклава диаметром 2,8 м приведена на рис. 59. Автоклав имеет объем 11,5 м3, вращается со скоростью 1,8 об/мин, его установочная мощность 7,5 кВт, рабочее давление пара 0,8 МПа, рабочая температура 170 °С.
Тепловой и материальный баланс процесса растворения силиката натрия (силикат-глыбы) в автоклаве (нагрев автоклава острым, паром)
Расчет ведется на 1000 кг раствора жидкого стекла.
По ГОСТ 13079—81 жидкое стекло в зависимости от области применения характеризуется составом в пределах: 5Ю2— 22,7—36,7%; Ыа20— 7,9—13,8% при значении силикатного модуля п = 2,3—3,6.
Для расчета в качестве примера принимаем состав жидкого стекла: 5Ю2=31,4%; Ыа20= 11,5%; содержание воды и примесей — 57,1%; силикатный модуль /?=31,4/11,5- 1,0323=2,8.
Тогда в 1000 кг раствора жидкого стекла содержится: 5Ю2=314 кг; ЫагО= 115 кг; воды и примесей — 571 кг, в дальнейшем примеси не учитываем.
Определяем потребный расход силиката натрия (силикат-глыбы). По ГОСТ 13078—81 силикат натрия имеет состав в пределах: 5Ю2 — 69,7—76,2%; Иа20 — 22,5—27,9%; примеси — 0,88—1,30%.
Для расчета принимаем состав силиката натрия растворимого: 5Ю2 — 72,0%; На20 — 26,5%; силикатный модуль « = 72,0/26,5-1,0323=2,8.
Считаем, для упрощения расчета, что при варке модуль ие изменяется. В промышленных условиях, как правило, силикатный модуль жидкого стекла несколько ниже силикатного модуля исходной глыбы, что связано с образованием кремнеземистых осадков в жидком стекле в процессе его варки и отстаивания. Степень разварки силиката натрия примем 95%. Таким образом, теоретический Расход силиката натрия: 314:0,72=436 кг; с учетом степени разварки: 436:0,95=459 кг.
Для расчета принимаем в качестве примера, что варка производится острым "аром с давлением 0,8 МПа, температура пара 169,6 °С, энтальпия пара — 2?71 кДж/кг.
Расходные статьи баланса
^1 — расход тепла иа нагрев силикат-глыбы; ^ — расход тепла на нагрев воды; — теплопотери в окружающую среду.
Приходные статьи баланса
(?4 теплота конденсации острого пара; ™ — теплота растворения силикат-глыбы.
158 -
159
Я1=М1-С1-(к-(1с),
где Л1( <— масса силиката натрия, кг; С[ — удельная теплоемкость силиката иатрщ, (г — температура острого пара*; <1с — исходная температура силиката иатрия'
Q,=459-0,837- (169,6—20) = 57470 кДж
Q2= (M2^gK0„,.+ W) • С2 ¦ (/»-/,.),
где ЛЬ — масса воды в жидком стекле (571 кг); gK0HJ1. — масса сконденсировавши гося острого пара; W — потери воды на испарение при вскрытии автоклава Сг — удельная теплоемкость воды; г2 — температура острого пара; tit — исходная температура воды, подаваемой в автоклав (в расчете — 55 °С).
При выпуске из автоклава раствор жидкого стекла за счет снижения давления вскипает, в результате испаряется вода кг:
W= 1 ООО ¦ 2,420 •( 169,6 — 101 ) /2260= 75,
где 2,420 — удельная теплоемкость раствора жидкого стекла, кДж/кг; 101 -температура кипения раствора жидкого стекла, °С; 2260 — удельная теплота испарения воды, кДж/кг.
Q2= (571-gKW.+75) -4,186- (169,6—55),
Q2=309900—480-gK(
Р4=г«<>нд.-?,
где ^к„ид. — масса сконденсировавшегося острого пара; ц — удельная теплота конденсации пара, которую принимаем «2260 кДж/кг.
С4=2260-йкоид.
<?5= 459 470,
где — удельная теплота растворения силиката натрия.
По данным Вейля [13], для силиката №20-8Ю2 первая теплота растворения равна 28,1 кДж/моль, ее и принимаем для расчета (фактическая теплота растворе иия должна быть несколько ниже исходя из состава и механизма растворения силикат-глыбы).
40=28,1-1000/122=230,3 кДж/кг. где 122 — относительная молекулярная масса N828103.
Q5= 459 -230,3= 105710 кДж
Условно принимаем потери тепла в окружающую среду равными 10%, тогДа (?з=0.1 - (Q4 + Q5) =226- gK0HJ.+ Ю57Г\
Баланс тепла
Qi+Q2+Q3=Q4+Q5-
57470+ 309900-480 • +226 • ?конд. +10571 = 105710+ 2260 • 8тл, откуда г„011д.= 108,3 кг.
Таким образом, статьи теплового баланса растворения силикат-глыбы с поучением 1 т жидкого стекла следующие:
Расход, кДж
Приход. кДж
* <2 не может быть выше температуры острого пара заданных параметр" (169,6 °С). 160
Нагрев силикат-глыбы (?| = 57460 Теплота конденсации острого
пара (0,8 МПа) <24=294806 Нагрев воды <Эг=257822 Теплота растворения силикат-
Теплопотери в окружающую сре- глыбы <Э5= 105864 ду <Эз= 35066
Материальный баланс
Расход пара (Д) на 1 т жидкого стекла:
Д=г«онд.+Дь
іде Ді — расход пара на поддержание давления в автоклаве.
Д,= (4,9—2,5) -4,07/2,5-1,5=2,6,
где 4,9 — объем автоклава (в примере — вращающийся автоклав Ижорского завода), м3; 2,5 — объем раствора в автоклаве, м3; 4,07 — плотность пара с давлением 0,8 МПа, кг/м3; 2,5-1,5 — съем раствора с одной операции варки (иа 1 т жидкого стекла), т; 1,5 — плотность раствора жидкого стекла, т/м3.
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed