Станция обжига известняка в вертикальных печах в производстве кальцинированной соды - Курсовая работа

1. Характеристика химического продукта 2. Основной метод получения 3.1 Характеристика основного и вспомогательного сырья 3.2 Физико-химические характеристики основных стадий процесса 3.3 Описание технологической схемы 3.4 Характеристика используемых химических реакторов 3.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования 3.6 Технологические расчеты 3.6.1 Расчет материального баланса производства 3.6.2 Расчет теплового баланса 3.6.3 Расчет теоретических и практических расходных коэффициентов на основе расчета материального и теплового балансов 3.7 Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта Заключение Список используемой литературы Введение Кальцинированная сода, или карбонат натрия, находит большое применение, и ее производство относится к крупнотоннажному. Основные потребителями кальцинированной соды являются: химическая промышленность-28%, стекольная промышленность-26%, цветная металлургия-15,1%, пищевая, целлюлозно-бумажная промышленность-6,3%, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность-3,2%, потребление в быту-1,6%, медицинская промышленность-1,1%, электротехническая промышленность-1,0% и прочие потребители-18,7%. Мировое потребление соды превысило 50 миллионов тонн. Огромные масштабы производства кальцинированной соды свидетельствует о большом значении этого продукта для всех областей человеческой деятельности. Станция обжига известняка является одной из первых стадий технологической схемы получения кальцинированной соды. Необходимая для производства соды известь и двуокись углерода образуются при термическом разложении известняка (мела) в известково-обжигательных печах. Известь является одним из наиболее распространенных и разносторонне используемых химических продуктов, производимых и потребляемых по всему миру. Известь используется для получения кальцинированной соды, едкого натра, карбида кальция, хлорной извести, хлористого кальция, гипохлорита кальция, бертолетовой соли, белильных растворов, кальциевой селитры. Его химическая формула Nа2СО3; молекулярный вес 106; температура плавления 851°. Сода хорошо растворяется в воде, при этом выделяется тепло и раствор разогревается. Растворимость соды зависит от температуры. Кальцинированная сода или углекислый натрий, подобно некоторым другим солям, образует в соединении с водой кристаллогидраты: одноводную соду- Nа2СО3*H2О-моногидрат; семиводную соду - Nа2СО3*7H2О; десятиводную соду- - Nа2СО3*10H2О. Таблица 2 - Требования, предъявляемые к кальцинированной соде (ГОСТ №5100-49) Показатели Техническая Фотографическая Оптическая Общая щелочность продукта в пересчете на Nа2СО3, %, не менее 95 95 96 Потеря веса при прокаливании, % , не более 3,5 3,5 2,5 Хлористый натрий NаСI, %, не более 1 1 0,5 Сернокислый натрий Nа2SО4, %, не более Не нормируется 0,1 0,05 Железо Fе, %, не более Не нормируется 0,01 0,005 Соду следует хранить в специально оборудованных помещениях, применяя для упаковки многослойные бумажные мешки. В 1775 г. французский фармацевт Леблан предложил получать соду прокаливанием смеси сульфата натрия, измельченного мела или известняка и угля согласно реакции: Nа2SО4 СаСОз 2С-Nа2СО3 Са 2СО2 (2.1) . В 1865 г. бельгийским инженером Сольве был разработан и осуществлен в промышленном масштабе аммиачный способ получения соды, отличавшийся следующими преимуществами: более высоким качеством получаемого продукта, непрерывностью процесса, лучшими условиями труда и меньшим расходом рабочей силы, снижением расхода тепла, а следовательно, и топлива, возможностью применения растворов NаСI, более дешевых, чем твердая поваренная соль, необходимая при способе Леблана. По аммиачному способу Сольве соду получают из поваренной соли, раствор которой насыщают аммиаком и СО2 с последующим прокаливанием выпавшего в осадок бикарбоната натрия. Фильтровую жидкость, остающуюся после отделения бикарбоната натрия, обрабатывают известью и паром для регенерации и возвращения в производственный цикл, содержащихся в ней аммиака и угле- кислого газа. (2.2) На содовых заводах гидрокарбонат аммония получают из NH3 и СО2 непосредственно в водных растворах NаСI, т. е. с химической точки зрения процесс получения гидрокарбоната натрия можно объединить в виде одной реакции: NаСI NH3 СО2 Н2О == NаНСО3 NH4Сl . (2.4) В зависимости от конструкции печи температура разложения NаНСОз составляет 160-180°С. С этой целью гидрокарбонатный маточник, содержащий NH4Сl,обрабатывают известковым молоком 2 NH4Сl Са (ОН)2 - 2 NH3 2Н2О СаСI2. Для получения известкового молока необходим оксид кальция - СаО, который на содовых заводах получают путем обжига карбонатного сырья (мела или известняка) в известково-обжигательных печах при температуре 1100-1200°С. В последние годы разработан новый способ получения глинозема, соды, поташа и цемента на базе комплексного использования руд, содержащих нефелин 3Nа2О*К2О•4Аl2О3*9SiО2. Углекислый кальций. В меле и известняке содержатся примеси: двуокись кремния SiО2, окислы железа Fе2О3, окислы а