Оформление результатов лабораторной работы
Результаты опыта оформить в виде таблицы.
| № пробы | Анализ жесткости до умягчения |
РН | Спо-соб
обра-ботки
воды | Кол-во реа-гента на 500 мл воды | Анализ жесткости после умягчения |
РН | ||||||
| Временная жесткость | Общая жесткость | Временная жесткость | Общая жесткость | |||||||||
| Кол-во HCl на 100 мл воды | ВЖ мг-экв/л | Кол-во Три-лона Б на 100 мл воды | ОЖ мг-экв/л | Кол-во HCl на 100 мл воды | ВЖ мг-экв/л | Кол-во Три-лона Б на 100 мл воды | ОЖ мг-экв/л | |||||
| 1 | Реа-гент Na2СО3 | |||||||||||
| 2 | ||||||||||||
| 3 | ||||||||||||
| 1 | Реа- гент Na3PO4 | |||||||||||
| 2 | ||||||||||||
| 3 | ||||||||||||
| 1 | Талая вода | |||||||||||
| 2 | ||||||||||||
| 3 | ||||||||||||
| 1 | Электро-коагу-ляция | |||||||||||
| 2 | ||||||||||||
| 3 | ||||||||||||
|
|
|
Общая жесткость воды ho рассчитывается по формуле:
hо= 1000·V1 ·Н·К/V
где ho - общая жесткость воды, мг-экв/л; V1 – количество трилона Б, пошедшего на титрование, мл; Н – нормальность трилона Б; К – поправочный коэффициент к нормальности трилона Б; V – объем исходной воды, взятой для титрования, мл.
Карбонатная жесткость hс рассчитывается по формуле:
hс= 1000·V1·Н·К/V
где hс - карбонатная жесткость воды, мг-экв/л; V1 – объем соляной кислоты, затраченной на титрование, мл; Н – нормальность соляной кислоты; К – поправочный коэффициент к нормальности соляной кислоты; V – объем исходной воды, взятой для титрования, мл .
Количество умягчителя (реагента) mр рассчитывается по формуле:
mр = hо ·Eр ·a/ Vв ·Cр
где mр - количество умягчителя (реагента), мг; ho - общая жесткость воды, мг-экв/л; Ер –эквивалент умягчителя (реагента), мг; Vв – объем умягчаемой воды, л; а – избыток умягчителя, %; Ср – концентрация реагента в техническом продукте, %.
Контрольные вопросы
1. Что такое постоянная, временная и общая жесткость?
2. Как устранить временную и постоянную жесткость?
3. Какие способы не сопровождаются выделением осадков и за счет чего происходит устранение жесткости в данных случаях?
|
|
|
4. Сравнить известково-содовый и фосфатный способы. Почему первый обеспечивает более грубое умягчение воды? Написать протекающие уравнения реакции.
Контрольная расчётная задача
1. Концентрация CaSO4 в воде 0,4 г/л, MgCl – 0,2 г/л. Определить общую жесткость воды и количество Na3PO4 для умягчения 15 л воды, если содержание соды в техническом продукте 95% и следует взять избыток соды в 15%?
Литература
1. Алтухов К.В., Мухленов И.П., Е.С. Тумаркина. Химическая технология. –М.: Просвещение, 1985.-304 с.
2. Практикум по общей химической технологии /Под ред. И.П. Мухленова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1979.– 421с.
Гранулирование удобрений методом окатывания
Получение твердых продуктов в виде прочных, не разрушаемых при транспортировке и хранении зерен или гранул определенного размера широко распространено в химической промышленности. Применяемые для этого методы различаются в зависимости от исходного агрегатного состояния обрабатываемого материала и его физико-химических свойств, предопределяющих условия его агломерирования в частицы тех или иных размеров и формы.
Теоретические основы гранулирования
Гранулированием (зернением)называют процесс искусственного превращения материала в гранулят, т. е. в более или менее однородные по размеру зерна – гранулы. Гранулы могут иметь сферическую или любую другую форму – правильную либо неправильную (комочки). К гранулятам не относят материалы, состоящие из правильно ограненных кристаллов, получаемых кристаллизацией из растворов, и продукты естественного происхождения (например, гравий). Гранулятами считают материалы с размером зёрен, превышающим 0,5 мм; материалы с более мелкими зёрнами называют порошками.
|
|
|
Для гранулирования материалов в отечественной и зарубежной практике применяют различные методы и аппаратуру. Гранулирование связано с изменением агрегатного состояния сред. По этому признаку гранулирование можно классифицировать следующим образом:
· из жидкой фазы — диспергированием ее на капли с последующей кристаллизацией растворенного вещества при обезвоживании или охлаждении этой фазы;
· из твердой фазы—прессованием с последующим дроблением брикетов до гранул требуемого размера;
· из смеси жидкой и твердой фаз—агломерацией порошков
с последующим окатыванием агломератов и упрочнением связей между частицами при удалении жидкой фазы;
|
|
|
· из газообразной фазы — конденсацией (десублимацией) с
образованием твердых гранул;
· из смеси жидкой и газообразной фаз при протекании хи-
мической реакции;
· из смеси жидкой, твердой и газообразной фаз при протека-
нии химической реакции.
Образование твердых частиц необходимого размера при гранулировании происходит либо единовременно, либо постепенно. Поэтому различают процессы гранулирования, протекающие без изменения размеров частиц во времени, с изменением размера частиц во времени и с образованием новых частиц и ростом имеющихся частиц. В зависимости от требований, предъявляемых к гранулометрическому составу продукта, получаемые при гранулировании мелкие частицы либо возвращают в процесс (ретурный процесс), либо постоянно выводят из
процесса (безретурный процесс).
Эффективность процесса гранулирования зависит от меха-
низма гранулообразования, который, в свою очередь, определяется способом гранулирования и его аппаратурным оформлением. В свизи с этим методы гранулирования целесообразно классифицировать следующим образом:
· окатывание (формирование гранул в процессе их агрегации
или послойного роста с последующим уплотнением структуры);
· диспергирование жидкости в свободный объем или нейтральную среду (образование и отвердевание капель жидкости при охлаждении в газе пли жидкости);
· диспергирование жидкости на поверхность гранул, находящихся во взвешенном состоянии (кристаллизация тонких пленок в результате их обезвоживания или охлаждения на поверхности гранул);
· прессование сухих порошков (получение брикетов, плиток
и т. п. с последующим их дроблением на гранулы требуемого размера);
· формование или экструзия (продавливание вязкой жидкости или пастообразной массы через отверстия).
Гранулированные продукты во многих случаях имеют преимущества перед порошкообразными. Например, водорастворимые минеральные удобрения в гранулированном виде обладают лучшими физическими свойствами, они хорошо сохраняют сыпучесть с течением времени, не пылят, легко рассеваются с помощью туковых сеялок, с большей эффективностью используются растениями, так как медленнее вымываются почвенными водами и в меньшей мере деградируют в почве вследствие меньшей поверхности контакта с её компонентами. Гранулированные удобрения выпускают с размерами гранул 1–6 мм, чаще 2–4 мм. (Нерастворимые в воде удобрения лучше используются растениями при применении в форме тонких порошков, а не гранул).
Предпочтительной формой гранул является сферическая; в этом случае зёрна прочнее и меньше истираются при пересыпании. Гранулы должны иметь достаточную механическую прочность во избежание разрушения или деформирования под тяжестью верхних слоёв при хранении больших масс материала. Абсолютное значение прочности гранулы зависит от способа её определения. Важнейшей характеристикой качества гранул является их статическая прочность. Она определяется усилием, которое вызывает разрушение при одноосном сжатии между двумя параллельными плоскостями.
Динамическую прочность и истираемость гранул определяют степенью их разрушения при воздействии ударных нагрузок и сил трения во вращающемся барабане с металлическими шариками. Грануляты получают из мелкокристаллических порошков, из растворов и суспензий и из жидких плавов. Выбор метода гранулирования порошков зависит от их физико-химических свойств. При малой адгезии, т. е. при слабом сцеплении твёрдых частиц, материал сначала брикетируют прессованием,а затем дробят до кусочков требуемого размера. Порошки, обладающие значительной адгезией в присутствии жидкой фазы, формируют в гранулы путём структурирования разными методами и затем упрочняют их высушиванием. Растворы и суспензии высушивают на поверхности гранул, получаемых из обрабатываемого материала. Жидкие горячие плавы гранулируют приллированием,т. е. диспергируя их в капли, которые затвердевают при падении в потоке воздуха. Жидкие плавы гранулируют так же, охлаждая капли в жидких средах или отверждая их на холодных поверхностях, где они застывают в твёрдую плёнку, превращаемую затем в чешуйки.
Образование гранул
Процесс гранулирования порошков обычно состоит из двух стадий:
1) формирование гранул путём структурирования увлажненного порошкообразного материала, т. е. превращение его в укрупненные комочки;
2) высушивание комочков для придания прочности. Иногда обе стадии совмещаются в одном аппарате.
При перемешивании порошка во вращающемся, встряхивающем или другом устройстве сначала вследствие беспорядочного слипания частиц возникают мелкие комочки неправильной формы. Постепенно они увеличиваются, при их трении друг об друга выступы сглаживаются, а впадины заполняются. В результате при обкатывании комочки могут приобрести сферическую форму, близкую к шарообразной. Размеры образующихся гранул зависят от продолжительности и скорости перемешивания, которые устанавливаются выбором геометрических параметров перемешивающего устройства (например, длины, диаметра, угла наклона оси, частоты вращения барабанного или шнекового гранулятора), а также от степени заполнения гранулируемым материалом, его пластичности. Чем более влажен материал, тем крупнее гранулы.
Гранулируемый материал должен обладать пластичностью, т. е. способностью изменять свою форму под воздействием внешних сил и сохранять её после прекращения их действия. Такой материал способен агломерироваться,формироваться в достаточно прочные комочки, которые могут под нагрузкой подвергаться пластической деформации, не рассыпаясь в исходные зёрна. Укрупнение зёрен может происходить по разным причинам и достигается разными способами.
Методы гранулирования
Распространённым методом гранулирования однокомпонентных удобрений, особенно простого суперфосфата, и сложных удобрений, содержащих мало азота, например аммонизированного суперфосфата, является увлажнение порошкообразного материала водой, агломерирование частиц и высушивание гранул. Материал смачивается или перед подачей в гранулятор, или в самом грануляторе. Гранулирование достигается скатыванием порошка во вращающихся барабанах,в шнеках или на вращающихся наклонных дисках (тарельчатых грануляторах).
Экономически более выгодно гранулирование самогранулирующихся смесей, не требующих предварительного увлажнения водой и последующего высушивания с затратой тепловой энергии. Такие смеси образуются, например, при гранулировании при повышенной температуре сложных и смешанных удобрений, содержащих растворимые соли. Очень малого количества насыщенного раствора этих солей, образованного содержащейся в удобрениях гигроскопической влагой, достаточно для придания гранулируемому материалу необходимой пластичности.
Часто гранулирование совмещают с обработкой исходного порошкообразного удобрения химическими реагентами – аммиачной водой, жидким или газообразным аммиаком, концентрированнымирастворами солей или их плавами, серной или фосфорной кислотами и др. При этом возникают экзотермические реакции, теплоты которых в ряде случаев достаточно для удаления из образующихся гранул избыточной влаги. Это наиболее экономичный метод получения гранулятов. Но он, как, впрочем, и другие методы, требует вполне определённых и точных соотношений между компонентами гранулируемой смеси, иначе могут образоваться липкие массы, переработка которых затруднительна.
Концентрированные растворы и суспензии (пульпы), получаемые в процессах производства сложных удобрений, гранулируют, смешивая их с ретуром, т. е. с возвращаемой в процесс частью готового продукта, для переработки их из текучих в полусухие массы, которые при движении через гранулятор превращаются в гранулы. Ретурные гранулы в этом случае выполняют роль эпитаксиальной подложки, на которой происходит наращивание твёрдой фазы. После окончательного высушивания гранулы рассеиваются. Фракции, не отвечающие по размерам зёрен техническим условиям на продукт (с более мелкими и более крупными зёрнами), используются в качестве ретура, причём крупная фракция предварительно измельчается. Подобным же образом можно гранулировать и жидкие расплавы солей, смачивая ими ретурируемый гранулят.
Кратность ретура,т. е. отношение его массы к массе выпускаемого гранулированного продукта, зависит от соотношения между жидкими и твёрдыми компонентами, вводимыми в гранулятор, от их свойств и способа гранулирования. В многоретурных схемах кратность ретура иногда достигает 10–12, в малоретуриых 0,5–1,5. Безретурных схем практически не существует, так как всегда приходится возвращать в процесс часть продукта, некондиционную по размерам частиц.
Иногда растворы и суспензии, которые необходимо переработать в гранулы, сначала подвергают высушиванию в распылительных сушилках, и образующийся здесь порошкообразный материал гранулируют, добавляя к нему исходную жидкость. Затем гранулы высушивают в барабанных сушилках.
Способы гранулирования выбирают для каждого материала в соответствии с его свойствами и назначением гранулята, а оптимальные режимы устанавливают опытным путём.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 216; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!