книги из ГПНТБ / Шабалин А.Ф. Очистка сточных вод предприятий черной металлургии учебное пособие для техникумов

Типовые вакуум-кристализационные купоросные установки

123

второго

аппарата (с температурой 31°)—в

верхнюю половину.

Пар из

третьего и четвертого

аппаратов

также направляют

в верхнюю половину главного

конденсатора после сжатия

бак 13 с мешалкой,

откуда

самотеком подается на центри­

фуги 14.

имеется

водоотделить 15 и конденсацион­

На подаче пара

ный горшок 17.

варного железного купороса

производительность

установки определяют по

следующему уравнению:

а

= а 0

278

ь

tn,

ЛП 7Y

--------

• b

(111-/}

°куп

Бкисл

gg

где а = 0,90 — коэффициент,

учитывающий потерю кислоты в производстве;

278 — молекулярный вес семиводного железного купороса

(FeSO4 • 7Н2О);

98 — молекулярный вес серной кислоты;

Ъ = 0,76 — содержание H2SO4 в

товарной 76%-ной серной кислоте.

Подставив значения в

формулу,

получим

а = 0,90 •

278

год.

3000 • --------• 0,76 = 5830 m в

Бкуп

gg

ции для получения начального раствора.

i

1 Если задан расход купоросного масла, то для перевода в

76%-ную

серную кислоту его следует умножить на коэффициент 0,707.

Типовые вакуум-кристализационные купоросные установки

125

В то же время в расходе будут:

760 • 278

<?куп — кристаллический железный купорос в виде FeSO4-7H2O —-----—---- =

= 2160 кг, где 278—молекулярный вес

98

FeSO4-7H2O;

Qncn. вода — вода, удаленная испарением

при вакуумной кристаллизации в

Фдоб. вода = ^исп. вода 600 кг.

(Ш-86)

Решающим во всем процессе вакуум-кристаллизации

является количест­

во испаряющейся воды <2ИСпвода-

Вес растворов: начального А кг

и отоаботавшего

В кг; вес отработав­

шего раствора после добавления

серной кислоты

G = В + 1000 = А +

С отработавшим травильным раствором .

IF2

ккал

С серной кислотой.......................................

ккал

От смешения серной кислоты с отрабо­

IF3

ккал

тавшим раствором...........................................

От теплоты кристаллизации........................

1Г4

ккал

Убыль тепла

С кристаллами...............................................

Ц75

ккал

С маточным раствором...............................

We

ккал

С испарившейся водой...............................

W'7

ккал

Таким образом, тепловой баланс кругового процесса

травления может

быть выражен уравнением

ri + TF2+r3+IF4 = rs+UZe + IF7.

(Ш-9)

Из этого уравнения для каждого режима травления (т.

е. при известных

Типовые вакуум-кристаллизационные купоросные установки

127

или

Qp.ctb

4,15

=3,2 м3/час.

QpacTB =

— ~j .„

1

1,13

Как уже было сказано выше, раствор охлаждают в четырех последова­

тельно

соединенных

кристаллизаторах, в первом от t = 63° до t\ = 40°,

во

втором — до ^2=35°, в

третьем —до /3=22°,

и

в

четвертом — до

С=Ю°.

Так как кристаллизация раствора

наступает при температуре

около 32°,

то-

она начнется в третьем по ходу раствора аппарате.

Количество испаряемой воды:

в

первом кристаллизаторе

„ <2раств('-Л)

4150(63 — 40)

кг/час,

Qi исп — ^2

г

—0,77

о/о

— 130

С40

во

втором кристаллизаторе

WpacTB

Q1 исп) ’ (^1

^2)

42 исп — ^2

п

=

43s

(4150 — 130) •

(40 — 35)

= 0,77 —------------

-L-*----------

= 30 кг/час;

578

в третьем кристаллизаторе (предполагаем, что в нем выпадает половина

всех кристаллов железного купороса, т. е. 460 кг)

врасти - Qi исп - «2 испН'2 - Z3> +

Сз исп — С2

—

~

~

—

422

920

(4150— 130 —30) (35 —22)+ 16,2-------

= 0,77 ---------------------------

-------------------------------

=80 кг/час.

в

четвертом кристаллизаторе

(Q^ctb - Q1 исп - С2 исп - Q3 исп) '

«3 ~

W

Q< исп — С2

т;

=

с1»

920

(4150— 130 — 30 — 80) • (22— 10)+ 16,2--------

= 0,77 --------------------------------------------------------------------

590

= 70 кг/час,

где

С2 = 0,77— теплоемкость

отработавшего

раствора,

ккал/кг ■ град\

С40, С35, С22,

Сю,— скрытая

теплота

испарения воды при температуре

40, 35, 22

и 10°, ккал/кг-,

1Г = 16,2—теплота кристаллизации, ккал/кг.

Всего испаряется:

Qaen = Qi исп ~Ь 0.г исп ~Ь Сз исп Ч- Q4 исп = 130 + 30 + 80 + 70 = 310

кг/час .

Результаты

расчета купоросной

установки

(по

данным Гипромеза)

све­

дены в табл. 13.

128

Способы очистки травильных сточных вод

Номера ступеней

Показатели

1а

16

2а

26

3

4

Температура смеси перед ступе­

6

18

31

36

50

75

нью t, °C...........................................

Температура смеси после эжекто­

31

31

60

60

75

100

ра t,

°C..............................................

ступенью

Давление смеси перед

7

15,5

33,7

44,6

92,5

289

Ро, мм рт. ст.....................................

Давление смеси после ступени Р,

33,7

33,7

92,5

92,5

289

760

мм рт. ст............................................

расширения

рабочего

Степень

650

293

135

102

49,3

15,7

пара

е...........................................................

Степень сжатия К.......................

пара,

кг/кг

4,8

2,18

2,75

2,07

3,12

2,62

Удельный расход

2,4

1.0

1,55

1,25

2,5

2,9

смеси ...................................................

смеси

Количество поступающей

73

80

50

15

19

16

<70, кг/час...........................................

кг/час

Расход рабочего пара qlt

175

80

78

19

48

47

Количество уходящей

смеси q,

248

160

128

34

67

63

кг/час ...............................................

воды

в

конденсаторе

Нагрев

6

—

15

—

—

30

Д t,

°C...............................................

в

конденсаторе

Расход воды

—

45

6,7

—

—

1,4

Q, м3/час...........................................

Температура воздуха после кон­

—

29,6

30,5

—

—

32

денсатора

СС...............................

f (при

Упругость водяного пара

—

31,1

32,8

—

—

35,7

/х), мм рт.

ст. ................................

Содержание пара в

смеси

после

—

0,88

0,59

0,26

—

0,08

конденсатора d, кг/кг ....................

Количество воздуха L, кг/час .

—

12

14

—

—

14,5

Количество смеси после конден­

—

100

19

—

—

16

сатора <?2>

кг/час...........................

делении размеров

кристаллизаторов, конденсаторов, эжекторов, сборника

пульпы, центрифуг,

баков для растворов и кислоты, мерников, а

также в

подборе насосов.

'

Продолжительность пребывания раствора во всех четырех кристаллиза­

торах принимается по опытным данным Т = 1,25 часа.

Для переработки рас­

твора в количестве

<2расТР = 3,2 м*/час (см. выше)

необходима

емкость

130

Способы очистки травильных сточных вод

Сборник

принимается диаметром £>Сб=2 м и высотой Нс5 = 1,6 м,

8куп

920

Qn =--------=--------- « 760 л/час,

7

1,2

где у = 1,2 — «асыпной вес

купороса,

т/ж3.

емкость корзины

При трех циклах

фугирования

в час

требуется

<Эц

760

~ 253 л.

Уц = О

—

О7

Устанавливаются

две

центрифуги с корзиной

емкостью 260 л, из них

одна резервная.

точному

расходу

раствора. Диаметр каждого бака принимается равным

Dq = 4,5

м, высота

Hg = 3,3 .и (объем 45 Л13).

той Л'м =2 м.

по два

насоса

(рабочий и резервный)

для

перекачки

Устанавливается

отработавшего раствора производительностью по 30 м31час,

для

перекачки

серной кислоты — по

15 м3/час, для

откачки пульпы—по 5

м3/час.

На рис. 52 показан

план

и разрез типовой

купоросной

Условные обозначения

По в-в

18000

грубопровод отработавшего раствора

— Трубопровод маточного раствора

— вислотопровод

'— Паропровод

водопровод

IV3870

—ЗадВизкна

5200

1200

3290

-150

-,5G1

2&22ZSZ

-4000

■ffOOO-

10500-

-13500-----------^265

17350

-ш^-своо^

7200

1-4000-1—6000— H W

Рис. 52. Типовая вакуум-кристаллизационая купоросная установка непрерывного действия производительностью

для кислоты;

3000 т

кислоты в год:

для раствора; 4 — резервный бак; 5 — бак для

/ — баки

2 —приемный бак

отработавшего

раствора; 3—бак

маточного

раствора- 6

— пульт управления;

7 — контора; 3 —вентиляционная

камера;

9 закрома купороса,

10 — подъемник »

// — склад купороса; /2 —тарная мастерская;

/3 — цистерна с кислотой;

14 — железнодорожный

путь