«Фильтрование. Ионный обмен. Экстракция. Сорбция.»

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
V
пр
л.

Дано:

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
/м4
с

С = 6 л3
/м2

ρ = 1120 кг/м3

Выбрать фильтр марки БОУ

Дано:

V
с
= 8,6
м3
/ч

w
= 17,6 %

φ
= 34
%

p
п
= 510
мм. рт. ст.

p
э
= 610
мм. рт. ст.

τ = 32
с.

Кэ
= 11,2
л6
/м4
с

Сэ
= 6
л3
/м2

ρс
= 1120
кг/м3

ρэ
= 1000 кг/м3

Решение:

=
1,2

Кп
=
13,4

Сп
=
7,2

V
2
+
14,4
V
-
428,8
= 0

D
=
1922,6

V
1
=
14,72
л/м2
32с

V
2
=
-29,12

Производительность по фильтрату:

V
1
=
0,46
л/м2
с

БОУ — ?

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
— ?

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

V
орг
= 0,05
л

V
в
= 1
л

Св
нач
= 0,3
г/л

Сдост
= 0,000001
г/л

V
орг
пор
= 0,15
л

а.
V
в
(Св
нач
– Св
кон
) =
V
орг
Сорг
нас

0,3
–
=
0,05Сорг
нас

Сорг
нас
=
5,80271
г/л

Св
кон
=
0,00986
г/л

а) Св
кон
— ?

б)Колчество ступеней - ?

b
. 1-ступень:
0,3
–
=
0,15
Сорг
нас

Сорг
нас
=
1,97759
г/л

Св
кон
=
0,00336
г/л

2-ступень
0,00336
–
=
0,15
Сорг
нас

Сорг
нас
=
0,022148978
г/л

Св
кон
=
0,000037653
г/л

3-ступень
0,000037653
–
=
0,15
Сорг
нас

Сорг
нас
=
0,0002482069875
г/л

Св
кон
=
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

Дано:

V
орг
=
V
в

Св
Ni
нач
= 0,5
г/л

Св
Ni
кон
= 0,1
г/л

Св
Fe
нач
= 1,5
г/л

Св
Fe
кон
= 1,45
г/л

V
в
(Св
нач
– Св
кон
) =
V
орг
Сорг
нас

Так как
V
орг
=
V
в

Сорг
нас
= Св
нач
- Св
кон

Сорг
Ni
нас
=
0,4
г/л

Сорг
Fe
нас
=
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

V
орг
= 100
л/ч

Св
нач
= 60
г/л

T
= 20
ч/сут.

E
= 96
%

ρ
к
= 0,8
г/л

ρ
ТБФ
= 0,995
г/л

V
в
(Св
нач
– Св
кон
) =
V
орг
Сорг
нас

а.
V
орг
сут
= 100 ∙ 20 = 2000 л/ч

V
к
сут
=

V
ТБФ
сут
=

M
ТБФ
сут
=

ρр-ра
= 0,8/0,8 + 0,2/0,995 = 1,201 л/кг

m
р-ра
сут
=
2000/1,2 = 1665,272 кг

V
ТБФ
сут
=
= 1665,272 л

V
к
сут
=
=334,728 л

б.
m
Те
сут
=
V
орг
сут
∙ Ё ∙ Е

m
Те
сут
= 2000 ∙ 55 ∙ 0,96 = 105600 мг/сут

V
ТБФ
сут
— ?

V
к
сут
— ?

m
Те
сут
— ?

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

V
орг
= 0,2
л

V
в
= 0,3
л

n = 2

моль

V
в
(Св
нач
– Св
кон
) =
V
орг
Сорг
нас

Св
кон
— ?

Сорг
кон
— ?

0,3
(
6,67
–
) =
0,2
Сорг
нас

Сорг
нас
=
8,99326
г/л

Св
кон
=
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

23,3

13,6

7,5

3,9

г/л

В рафинаде

3,0

1,5

0,5

0,17

г/л

10)
Определить допустимый расход запылённого воздуха в м3
/с, проходящего через пылеосадительную камеру следующих размеров: длинна
L
м, ширина
B
м, расстояние между полками
h
мм, количество полок
n
.

В камере должно быть обеспеченно осаждение частиц пыли диаметром
d
мкм плотностью ρ кг/м3
, средняя температура
t
с
°С.

Действительная скорость осаждения принять в
Z
раз меньше теоретической.