Курсовая работа (т): Построение физико-химической модели получения кремния

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

.68 - Fe2O3ÞFe2O3 = 0.653%

- 11.5

.69 - CaOÞCaO= 0.424%

- 11.5

.365 - MgOÞMgO= 0.502%

- 11.5

.45 - K2OÞK2O= 0.052%

100 - 11.5

.365 - Na2OÞNa2O= 0.042%

Всего: 11.5% (А)

Нижеприведена таблица состава каменного угля. %

Таблица 4

Состав каменного угля

S

0.354

C

69.473

H

4.956

N

2.3

O

11.417

SiO2

6.95

TiO2

0.042

Al2O3

2.835

Fe2O3

0.653

CaO

0.424

MgO

0.502

K2O

0.052

Na2O

0.042

Всего. %

100


Таблица 5

Количество молей компонентов в 1кг каменного угля

Компоненты

мол.вес

Вес. %

Число молей в 1 кг.

Кислород

S

32

0.354

0.111

-

C

12

69.473

57.894

-

H

1

4.956

49.560

-

N

14

2.3

1.643

-

O

16

11.417

7.136

7.136

SiO2

60

6.95

1.158

2.316

TiO2

80

0.042

0.005

0.01

Al2O3

100

2.835

0.284

0.852

Fe2O3

160

0.653

0.041

0.123

CaO

56

0.424

0.076

0.076

MgO

40

0.502

0.126

0.126

K2O

94

0.052

0.006

0.006

Na2O

62

0.042

0.007

0.007


ΣО = 7.136+2.316+0.01+0.852+0.123+0.076+0.126+0.006+0.007=10.652 моль

Тогда состав каменного угля будет записан в следующем виде:

S0.111C57.894H49.56N1.643O10.652Si1.158Ti0.005Al0.568Fe0.082Ca0.076Mg0.126K0.012Na0.014

Таблица 6

Физико-химическая характеристика нефтяного кокса

Aс.%

Sг.%

Cг.%

Hг.%

Nг.%

Oг.%

0.15

1.76

86.36

1.3

0.75

9.83


Таблица 7

Химический состав золы нефтяного кокса

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

P2O5

B2O3

34.2826

0.475

6.365

48.254

7.625

0.0154

0.025

0.594

2.364


Произведем перерасчет компонентов на золу нефтяного кокса:

Поскольку золы в нефтяном коксе 0.15%. значит 100% - 0.15% = 99.85%. тогда:

- 99.85

.76 - SÞS = 1.757%

- 99.85

.36 - С ÞС = 86.23%

- 99.85

.3 - Н ÞН = 1.298%

- 99.85

.75 - NÞN = 0.75%

- 99.85

.83 - О ÞО = 9.815%

Приведем состав золы к 0.15%:

100 - 0.15

.2826- SiO2ÞSiO2 = 0.0514239%

- 0.15

.475 - TiO2Þ TiO2 = 0.0007125%

- 0.15

.365 - Al2O3Þ Al2O3 = 0.0095475%

- 0.15

.254 - Fe2O3Þ Fe2O3 = 0.072381%

- 0.15

.625 - CaOÞCaO= 0.0114375%

- 0.15

.0154- MgOÞMgO= 0.0000231%

- 0.15

.025 -Na2O Þ Na2O= 0.0000375%

- 0.15

.594 - P2O5Þ P2O5 = 0.000891%

- 0.15

.364 - B2O3ÞB2O3 = 0.003546%

Всего: 0.15% (A)

Ниже приведена таблица состава нефтяного кокса. %

Таблица 8

Состав нефтяного кокса

S

1.757

C

86.23

H

1.298

N

0.75

O

9.815

0.0514239

TiO2

0.0007125

Al2O3

0.0095475

Fe2O3

0.072381

CaO

0.0114375

MgO

0.0000231

Na2O

0.0000375

P2O5

0.000891

B2O3

0.003546

Всего. %

100


Таблица 9

Количество молей компонентов в 1 кг нефтяного кокса

Компоненты

мол.вес

Вес. %

Число молей в 1 кг.

Кислород

S

32

1.757

0.55

-

C

12

86.23

71.86

-

H

1

1.298

12.98

-

N

14

0.75

0.54

-

O

16

9.815

6.13

6.13

SiO2

60

0.0514239

0.0086

0.0172

TiO2

80

0.0007125

0.00009

0.00018

Al2O3

100

0.0095475

0.00095

0.00285

Fe2O3

160

0.072381

0.0045

0.0135

CaO

56

0.0114375

0.002

0.002

MgO

40

0.0000231

0.0000057

0.0000057

Na2O

62

0.0000375

0.000006

0.000006

P2O5

142

0.000891

0.000062

0.00031

B2O3

68

0.003546

0.00052

0.00156


ΣО=6.13+0.0172+0.0003+0.00018+0.00285+0.0135+0.002+0.0000057+0.000006+0.00156=6.17 моль

Тогда состав нефтяного кокса будет записан в следующем виде:

S0.55C71.86H12.98N0.54O6.17Si0.0086Ti0.00009Al0.001914Fe0.009Ca0.002 Mg0.0000057Na0.000012P0.000124B0.00104

Таблица 10

Физико-химическая характеристика древесного угля

Aс.%

Sг.%

Cг.%

Hг.%

Nг.%

Oг.%

3.4

0.7

81.89

3.5

0.31

13.6

Таблица 11

Химический состав золы древесного угля

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

P2O5

3.68

0.045

0.654

5.283

84.658

5.68


Произведем перерасчет компонентов на золу древесного угля:

Поскольку золы в древесном угле 3.4%. значит 100% - 3.4% = 96.6%. тогда:

- 96.6

.7 - SÞS = 0.676%

- 96.6

.89 - С ÞС = 79.106%

- 96.6

.5 - Н ÞН = 3.381%

- 96.6

.31 - NÞN = 0.299%

- 96.6

.6 - О ÞО = 13.138%

Приведем состав золы к 3.4%:

- 3.4

.68- SiO2ÞSiO2 = 0.125%

100 - 3.4

.045 - TiO2Þ TiO2 = 0.002%

- 3.4

.654 - Al2O3Þ Al2O3 = 0.022%

- 3.4

.283 - Fe2O3ÞFe2O3 = 0.18%

- 3.4

.658- CaOÞCaO= 2.878%

- 3.4

.68 - P2O5ÞP2O5 = 0.193%

Всего: 3.4% (A)

Ниже приведена таблица состава древесного угля. %

Таблица 12

Состав древесного угля

S

0.676

C

79.106

H

3.381

N

0.299

O

13.138

SiO2

0.125

TiO2

0.002

Al2O3

0.022

Fe2O3

0.18

CaO

2.878

P2O5

0.193

Всего. %

100


Таблица 13

Количество молей компонентов в 1 кг древесного угля

Компоненты

мол.вес

Вес. %

Число молей в 1 кг

Кислород

S

32

0.676

0.211

-

C

12

79.106

65.922

-

H

1

3.381

33.81

-

N

14

0.299

0.214

-

O

16

13.138

8.211

8.211

SiO2

60

0.125

0.021

0.042

TiO2

80

0.002

0.00025

0.0005

Al2O3

100

0.022

0.0022

0.0066

Fe2O3

160

0.18

0.011

0.033

CaO

56

2.878

0.514

0.514

P2O5

142

0.193

0.014

0.07


ΣО=8.211+0.042+0.0005+0.0066+0.033+0.514+0.07=8.87 моль

Тогда состав древесного угля будет записан в следующем виде:

S0.211C65.922H33.81N0.214O8.87Si0.021Ti0.00025Al0.0044Fe0.022Ca0.514 P0.028

Таблица 14

Физико-химическая характеристика древесной щепы

Ас.%

Cг.%

Hг.%

Nг.%

Oг.%

0.5

49.65

6.23

0.92

43.2


Таблица 15

Химический состав золы древесной щепы

SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

P2O5

25.195

0.254

5.65

3.84

64.515

0.546


Произведем перерасчет компонентов на золу древесной щепы:

Поскольку золы в древесной щепе 0.5%. значит 100% - 0.5% = 99.5%. тогда:

- 99.5

.65 - С ÞС = 49.40175%

- 99.5

.23 - Н ÞН = 6.19885%

- 99.5

.92 - NÞN = 0.9154%

- 99.5

.2 - О ÞО = 42.984%

Приведем состав золы к 0.5%:

100 - 0.5

.195 - SiO2Þ SiO2 = 0.125975%

- 0.5

.254 - TiO2Þ TiO2 = 0.00127%

- 0.5

.65 - Al2O3Þ Al2O3 = 0.02825%

- 0.5

.84 - Fe2O3ÞFe2O3 = 0.0192%

- 0.5

.515 - CaOÞCaO= 0.322575%

- 0.5

.546 - P2O5ÞP2O5 = 0.00273%

Всего: 0.5% (A)

Ниже приведена таблица состава древесной щепы. %

Таблица 16

Состав древесной щепы

C

49.40175

H

6.19885

N

0.9154

O

42.984

SiO2

0.125975

TiO2

0.00127

Al2O3

0.02825

Fe2O3

0.0192

CaO

0.322575

P2O5

0.00273

Всего. %

100


Таблица 17

Количество молей компонентов в 1 кг древесной щепы

Компоненты

мол.вес

Вес. %

Число молей в 1 кг

Кислород

C

12

49.40175

41.17

-

H

1

6.19885

61.9885

-

N

14

0.9154

0.65

-

O

16

42.984

26.865

26.865

SiO2

60

0.125975

0.042

TiO2

80

0.00127

0.00016

0.00032

Al2O3

100

0.02825

0.003

0.009

Fe2O3

160

0.0192

0.0012

0.0036

CaO

56

0.322575

0.058

0.058

P2O5

142

0.00273

0.00019

0.00095


ΣО= 26.865+0.042+0.00032+0.0009+0.0036+0.058+0.00095= 26.97 моль

Тогда состав древесной щепы будет записан в следующем виде:

C16.169H44.775N0.227O26.98Si0.021Ti0.00016Al0.006Fe0.0024Ca0.058 P0.00038

Таблица 18

Состав кварцита

Компоненты

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

TiO2

MgO

% вес

98.0398

0.684

0.658

0.547

0.0054

0.0658


Таблица 19

Количество молей компонентов в 1 кг кварцита

Компоненты

мол.вес

Вес. %

Число молей в 1 кг

Кислород

SiO2

60

98.0398

16.34

32.68

Fe2O3

160

0.684

0.043

0.129

Al2O3

100

0.658

0.066

0.198

CaO

56

0.547

0.098

0.098

TiO2

80

0.0054

0.0007

0.0014

MgO

40

0.0658

0.016

0.016


ΣО= 32.68+0.129+0.198+0.098+0.0014+0.016 = 33.12 моль

Тогда состав кварцита будет записан в следующем виде:

O33.12Si16.34Fe0.086Al0.132Ca0.098Ti0.0007Mg0.016

Таблица 20

Химический состав исходных материалов

Сухая масса

Материалы


Кварцит

Нефтекокс

Древесный уголь

Каменный уголь

Древесная щепа

A.%

-

0.15

3.4

11.5

0.5

S

-

0.55

0.211

0.111

-

C

-

71.86

65.922

57.894

41.17

H

-

12.98

33.81

49.56

61.9885

N

-

0.54

0.214

1.643

0.65

O

-

6.17

8.87

10.652

26.97

Si

16.34

0.0086

0.021

1.158

0.021

Ti

-

0.00009

0.00025

0.005

0.00016

Al

0.132

0.0019

0.0044

0.568

0.006

Fe

0.086

0.009

0.022

0.082

0.0024

Ca

0.098

0.002

0.514

0.076

0.058

Mg

0.016

0.0000057

-

0.126

-

K

-

-

-

0.012

-

Na

-

0.000012

-

0.014

-

P

-

0.000124

0.028

-

-

B

-

0.00104

-

-


Влага. %

-

5,7

9

5,8

60

Источник: https://www.bibliofond.ru/detail.aspx?id=810046