Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный университет

Биологический факультет Кафедра биотехнологии

Ф.И. Ахмаров Т.И. Коржавина К.О. Камалов

ПРАКТИКУМ ПО ХИМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ

Рекомендовано Учёным советом ВятГУ в качестве учебного пособия

Киров, 2008

Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета

УДК 66.0(07) А954

Рецензенты: кандидат технических наук, доцент кафедры химии Вятского государственного гуманитарного университета В.М. Тимонюк, кандидат химических наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности Вятского государственного университета Н.Н.Загоскин

Ахмаров Ф.И. Практикум по химическим процессам: учебное пособие / Ф.И.Ахмаров, Т.И.Коржавина, К.О.Камалов. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2008.-56 с.

В учебном пособии рассматриваются основные типы химико-технологических процессов – гомогенных и гетерогенных, высокотемпературных, каталитических и соответствующих им реакторов. Особое внимание уделяется химикотехнологическим системам, в частности сырьевой подсистеме и очистке промышленных сточных вод. Наибольшее внимание обращено на исследование химикотехнологических процессов и методов их контроля. Предназначено для студентов специальностей 240901, 240302, 240501, 240502, 280201 дневного и заочного от-

делений.

	Редактор Е.Г. Козвонина
Подписано в печать		Усл. печ. л. 3,7
Бумага офсетная		Печать матричная.
Заказ №	Тираж 103	Бесплатно.

Текст напечатан с оригинала-макета, представленного авторами.

610000, г. Киров, ул. Московская, 36.

Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ

©Ф.И.Ахмаров, Т.И.Коржавина, К.О.Камалов, 2008

©Вятский государственный университет, 2008

3
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................	4
1. ГОМОГЕННЫЕ И ГЕТЕРОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ .............................................	6
1.1. Разложение аммиачно-цинкового раствора .....................................................	6

Получение оксида цинка разложением аммиачно-цинкового раствора может быть

описано суммарными уравнениями реакций: ............................................................	7
Описание установки..............................................................................................	7
Порядок выполнения работы ...............................................................................	8
Определение цинка в растворах и осадках ..........................................................	9
Обработка экспериментальных данных ...........................................................	11
2. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОЦЕССЫ .......................................................	13
2.1. Обжиг сульфидных руд ...................................................................................	13
Описание установки и методика проведения работы .....................................	15
Обработка опытных данных и составление отчета.......................................	17
3. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ......................................................................	20
3.1. Каталитическое окисление сернистого ангидрида ........................................	21
Описание установки............................................................................................	24
Порядок выполнения работы .............................................................................	25
Обработка экспериментальных данных ...........................................................	26
4. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (ХТС) .......................................	30
Вопросы к коллоквиуму по теме «Химико-технологические системы» .............	30
Вопросы к коллоквиуму по теме «Сырьевые источники химической
промышленности». .................................................................................................	31
4.1. Подготовка воды ..............................................................................................	32
Порядок выполнения работы .............................................................................	39
Анализ исходной воды .........................................................................................	40
Умягчение воды ...................................................................................................	41
Обработка экспериментальных данных ...........................................................	43
4.2. Очистка промышленных сточных вод............................................................	44
Очистка сточной воды от ионов Zn 2+ ...........................................................	47
Очистка сточной воды от ионов Ni .................................................................	48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .......................................................................	51
ПРИЛОЖЕНИЕ..........................................................................................................	52

4

ВВЕДЕНИЕ

Химико-технологический процесс представляет собой совокупность опера-

ций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья. Некоторые из этих операций необходимы для подготовки исходных реагентов к проведению химической реакции, другие представляют этапы химического взаимодействия,

третьи являются заключительными операциями, связанными с выделением целе-

вого продукта из реакционной среды и извлечением всех ценных компонентов из промышленных выбросов. Все этапы сопровождаются гидромеханическими, теп-

ловыми и массообменными процессами.

С точки зрения системного подхода, химико-технологический процесс – это сложная система, состоящая из единичных процессов (элементов) и взаимодейст-

вующая с окружающей средой. Элементами химико-технологической системы являются процессы химические, гидромеханические, процессы тепло- и массооб-

мена и т.д. В курсе общей химической технологии изучаются химические процес-

сы.

Химический процесс – взаимодействие химического превращения и физиче-

ского процесса переноса энергии и вещества на молекулярном уровне– это ос-

новной элементарный процесс в химическом реакторе.

Химическим реактором называется аппарат, в котором осуществляются хи-

мические процессы. Химический реактор – это основной аппарат любого химиче-

ского производства, от его устройства и показателей работы в значительной сте-

пени зависит экономическая эффективность этого технологического процесса.

Все аппараты, расположенные до реактора, предназначаются для подготов-

ки сырья к химической переработке, а всё то, что находится после реактора, необ-

ходимо для разделения и очистки получающихся в реакторе продуктов.

В учебном пособии приводятся лабораторные работы, направленные на изучение типовых химико-технологических процессов: гомогенных и гетероген-

ных, высокотемпературных, каталитических, подготовки сырья, очистки сточных вод. По данным разделам в учебном пособии приводятся краткие теоретические

5

сведения о процессах, описание лабораторной работы, а также вопросы к коллок-

виумам по разделам «Химико-технологические системы» и «Сырьевые источники химической промышленности».

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, необходимо выяснить цель работы, ознакомиться с методикой эксперимента, схемой установ-

ки, порядком выполнения работы. Затем после краткого ответа преподавателю получить допуск к работе.

После выполнения работы следует оформить отчет, включающий название работы, цель работы, схему лабораторной установки, расчетные формулы, табли-

цы с экспериментальными и расчетными данными и выводы.