ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΕΚΠΛΥΣΗΣ. Πρόβληµα 30. Η καυστική σόδα παράγεται µε την επεξεργασία ενός διαλύµατος ανθρακικού νατρίου σε νερό (25 kg/s Na 2



Σχετικά έγγραφα
4 ΕΚΠΛΥΣΗ. K. Α. Μάτης 4.1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ Υ/Υ ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ Κ. Μάτης

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ Κ. Μάτης

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΚΧΥΛΙΣΗ ΥΓΡΟΥ ΥΓΡΟΥ

Ε. Παυλάτου, 2017 ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΜΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

Ισοζύγια Μάζας. 1. Eισαγωγή

Enrico Fermi, Thermodynamics, 1937

Associate. Prof. M. Krokida School of Chemical Engineering National Technical University of Athens. ΕΚΧΥΛΙΣΗ ΥΓΡΟΥ ΥΓΡΟΥ Liquid Liquid Extraction

Απορρόφηση Αερίων (2)

mol L (µονάδες 10) ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: A r (Η)=1, A r (Ο)=16, A r (Νa)=23.

Προβλήματα εκχύλισης

5.3 Υπολογισμοί ισορροπίας φάσεων υγρού-υγρού

5 ΕΚΧΥΛΙΣΗ. Κ. Α. Μάτης 5.1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ

Associate. Prof. M. Krokida School of Chemical Engineering National Technical University of Athens. ΕΚΧΥΛΙΣΗ ΥΓΡΟΥ- ΥΓΡΟΥ Liquid- Liquid Extraction

( α πό τράπεζα θεµάτων) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 : ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. 1. Να χαρακτηρίσετε τις επόµενες προτάσεις ως σωστές (Σ) ή λανθασµένες (Λ).

ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: XHMEIA A ΛΥΚΕΙΟΥ

Όγδοη Διάλεξη Οξέα - Βάσεις - Άλατα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ & ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΠΟΣΤΑΚΤΙΚΗ ΣΤΗΛΗ : Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής. Σκεφθείτε και δικαιολογήσετε τη σωστή απάντηση κάθε φορά)

10 Ισοζύγια Μάζας & Ενέργειας

Ε. Παυλάτου, 2017 ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ

3. Υπολογισμοί με Χημικούς Τύπους και Εξισώσεις

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΠΟΣΚΛΗΡΥΜΕΝΟΥ ΝΕΡΟΥ

XHMEIA Α ΛΥΚΕΙΟΥ GI_A_CHIM_0_2530 ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΥ ΜΑΡΙΑ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Τετάρτη 23 Απριλίου 2014 ιάρκεια Εξέτασης: 2 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΝ ΕΤΩΝ ΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ

Ερωτήσεις στο Κεφ. «Αρχές κατακάθισης ή καθίζησης»

M V n. nm V. M v. M v T P P S V P = = + = σταθερή σε παραγώγιση, τον ορισµό του συντελεστή διαστολής α = 1, κυκλική εναλλαγή 3

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. + SO 4 Βάσεις είναι οι ενώσεις που όταν διαλύονται σε νερό δίνουν ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ). NaOH Na

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014 ÓÕÍÅÉÑÌÏÓ

1. Η γραφική παράσταση της συνάρτησης y = 2x + β διέρχεται από το σημείο Α( 1, 2). Να βρείτε τον αριθμό β.

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΜΕ ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ

ΑΠΟΣΚΛΗΡΥΝΣΗ ΑΠΟΣΚΛΗΡΥΝΣΗ

1 C 8 H /2 O 2 8 CO H 2 O

ΕΚΧΥΛΙΣΗ Πρόβλημα 1. Υδατικό διάλυμα 100 kg, ακετόνης (Β) 60% κ.β., εκχυλίζεται με χλωροβενζόλιο (S) σε εκχυλιστήρα ενός σταδίου.

3033 Σύνθεση του ακετυλενοδικαρβοξυλικού οξέος από το µεσοδιβρωµοηλεκτρικό

Είδη ΙΦΥΥ δυαδικών μιγμάτων

Στοιχειμετρικοί υπολογισμοί σε διαλύματα

ΕΚΦΕ /ΝΣΗΣ ΕΥΤ/ΘΜΙΑΣ ΕΚΠ/ΣΗΣ ΑΘΗΝΑΣ

ENOTHTA 1 η ΟΞΕΑ ΒΑΣΕΙΣ ΑΛΑΤΑ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 Ο ( 1 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ)

Για την επίλυση αυτής της άσκησης, αλλά και όλων των παρόμοιων χρησιμοποιούμε ιδιότητες των αναλογιών (χιαστί)

ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΙΑΛΥΜΑΤΑ

ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ: ΙΑΛΥΜΑΤΑ

Edited by Jimlignos. 0 ph οξέος < 7 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΧΗΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ

ΤΡΟΠΟΙ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΧΗΜΕΙΑ A ΛΥΚΕΙΟΥ. ΑΣΚΗΣΗ 1 Ο παρακάτω πίνακας δίνει µερικές πληροφορίες που αφορούν την δοµή τεσσάρων ατόµων Q, X, Ψ, R: Ζ Α p + n

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ. Οι φυσικές καταστάσεις της ύλης είναι η στερεή, η υγρή και η αέρια.

Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Υλη: Επιμέλεια διαγωνίσματος: Αξιολόγηση :

Εισαγωγικό φροντιστήριο

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Ζαχαριάδου Φωτεινή Σελίδα 1 από 7. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Κεφάλαιο 3: Οξέα, Βάσεις, Ιοντική ισορροπία Θέµατα Σωστού / Λάθους Πανελληνίων, ΟΕΦΕ, ΠΜ Χ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Πρακτικά και Θεωρητικά Θέµατα. Οργανικής Χηµείας

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

3 η δεκάδα θεµάτων επανάληψης

ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΑΒΒΑΤΟ 5 ΙΟΥΝΙΟΥ 2004

3. Όταν χλωριούχο νάτριο πυρωθεί στο λύχνο Bunsen, η φλόγα θα πάρει χρώμα: Α. Κόκκινο Β. Κίτρινο Γ. Μπλε Δ. Πράσινο Ε. Ιώδες

ΥΤΙΚΕ ΔΙΕΡΓΑΙΕ ΜΕΣΑΥΟΡΑ ΜΑΖΑ. - Απορρόφηση - Απόσταξη - Εκχύλιση - Κρυστάλλωση - Ξήρανση

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

lim είναι πραγµατικοί αριθµοί, τότε η f είναι συνεχής στο x 0. β) Να εξετάσετε τη συνέχεια της συνάρτησης f (x) =

Στοιχειομετρικοί υπολογισμοί

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ. (χωρίς αντίδραση)

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 6/6/2014 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Δείτε εδώ τις Διαφάνειες για την Άσκηση 8. Περιγραφή υπολογισμών της Άσκησης 8 του Εργαστηρίου ΜΧΔ

Χημική Κινητική Γενικές Υποδείξεις 1. Τάξη Αντίδρασης 2. Ενέργεια Ενεργοποίησης

3011 Σύνθεση του ερυθρο-9,10-διυδροξυστεατικού οξέος από ελαϊκό οξύ

Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗΣ

Εργαστήριο Οργανικής Χημείας. Εργαστήριο Χημείας Laboratory of Chemistry

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ «ΟΜΟΚΕΝΤΡΟ» Α. ΦΛΩΡΟΠΟΥΛΟΥ

Καθηγητής : ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΔΑΝΙΗΛ ΠΛΑΪΝΑΚΗΣ. Χημεία ΒΑΣΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΑΣΠΡΟΠΥΡΓΟΣ

Α + Β - + Γ + Δ - Α + Δ - + Γ + Β - Στις αντιδράσεις αυτές οι Α.Ο όλων των στοιχείων παραμένουν σταθεροί.

ΘΕΜΑ 1 ο 1. Πόσα ηλεκτρόνια στη θεµελιώδη κατάσταση του στοιχείου 18 Ar έχουν. 2. Ο µέγιστος αριθµός των ηλεκτρονίων που είναι δυνατόν να υπάρχουν

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 5 ΙΟΥΝΙΟΥ 2004 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

Να βρείτε ποιες από τις παρακάτω συναρτήσεις είναι γνησίως αύξουσες και ποιες γνησίως φθίνουσες. i) f(x) = 1 x. ii) f(x) = 2ln(x 2) 1 = (, 1] 1 x

ΧΗΜΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ I (Ar, Mr, mol, N A, V m, νόμοι αερίων)

ΟΞΕΑ, ΒΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΛΑΤΑ. ΜΑΘΗΜΑ 1 o : Γενικά για τα οξέα- Ιδιότητες - είκτες ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

Κατηγορία 1 η. Σταθερή συνάρτηση Δίνεται παραγωγίσιμη συνάρτηση f : 0, f '( x) 0 για κάθε εσωτερικό σημείο x του Δ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ 1 Ο. A. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση στις παρακάτω ερωτήσεις.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ - ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων.

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÏÅÖÅ

ÈÅÌÁÔÁ 2011 ÏÅÖÅ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ XHMEIA ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ A. [ Ar ]3d 4s. [ Ar ]3d

Μηχανική και Ανάπτυξη Διεργασιών 7ο Εξάμηνο, Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ ΥΓΡΗ ΕΚΧΥΛΙΣΗ

Λύνουµε περισσότερες ασκήσεις

Συστήματα Βιομηχανικών Διεργασιών 6ο εξάμηνο

ΑΣΚΗΣΗ ΑΠΟ ΤΟ 3ο ΘΕΜΑ ΤΩΝ ΓΕΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 1 ης ΚΑΙ 2 ης ΕΣΜΗΣ (ΙΟΥΝΙΟΣ 1998) (Ιοντισµός οξέος Επίδραση κοινού ιόντος Ρυθµιστικά διαλύµατα)

ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό.

n=c*v=0.7*0.1=0.07mol =4,41g Άρα σε 100 ml διαλύματος υπάρχουν 4,41g ΗNO3 και συνεπώς η ζητούμενη περιεκτικότητα είναι: 4,41 % w/v.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÊÏÌÏÔÇÍÇ. 3. Ένα διάλυµα µεθοξειδίου του νατρίου CH3ONa συγκέντρωσης 0,1M σε θερµοκρασία 25 ο C έχει: α. ph= β. ph> γ. ph< δ.

Οι βάσεις 65. Εκπαιδευτικός Οργανισμός δ. τσιάρας & σια ε.ε.

ΓΡΑΠΤΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2015

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript:

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΕΚΠΛΥΣΗΣ Πρόβληµα 30. Η καυστική σόδα παράγεται µε την επεξεργασία ενός διαλύµατος ανθρακικού νατρίου σε νερό (25 kg/s Na 2 CO 3 ) µε τη θεωρητική απαίτηση σε υδροξείδιο του ασβεστίου. Αφού γίνει πλήρως η αντίδραση, ο πολφός του ανθρακικού ασβεστίου, που περιέχει µέρος CaCO 3 / 9 µέρη νερού, τροφοδοτείται συνεχώς σε τρεις πυκνωτές (παχυντές) σε σειρά και πλένεται κατ αντιρροή. Να υπολογιστεί η απαραίτητη παροχή της τροφοδοσίας ουδέτερου νερού στους πυκνωτές, ώστε το ανθρακικό ασβέστιο κατά την ξήρανση να περιέχει µόνο % υδροξείδιο του νατρίου. Το στερεό που εκρέει από κάθε πυκνωτή περιέχει µέρος κ.β. CaCO 3 / 3 µέρη νερού. Το πυκνό υγρό της πλύσης αναµιγνύεται µε τα περιεχόµενα του αναµίκτη, πριν τροφοδοτηθεί ο πρώτος πυκνωτής, όπως δείχνει το σχήµα. Λύση: Η έκπλυση (Σ/Υ εκχύλιση) και η Υ/Υ εκχύλιση (µε διαλύτη) είναι οι βασικές διεργασίες της υδροµεταλλουργίας. Οι δύο αυτές διεργασίες αποτελούν εφαρµογές της µεταφοράς µάζας. Σχήµα 58α. Παραγωγή καυστικής σόδας του Προβλήµατος 30. Η στοιχειοµετρία της αντίδρασης καυστικοποίησης της σόδας είναι: Νa 2 CO 3 + Ca(OH) 2 2 NaOH + CaCO 3 06 kg 80 kg 00 kg Έστω x, x 2, x 3 oι λόγοι διαλυτής ουσίας / διαλύτη στους πυκνωτές, 2 και 3. Οι ποσότητες των CaCO 3, NaOH και νερού σε κάθε ρεύµα θα υπολογιστούν για κάθε 00 kg ανθρακικού ασβεστίου. Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται οι συνθέσεις των ρευµάτων τροφοδοσίας και των προϊόντων υπορροής και υπερροής στον καθένα πυκνωτή. ΠΙΝΑΚΑΣ - Ολικό ισοζύγιο CaCO 3 NaOH Nερό Τροφοδ. από τον αντιδρ. 00 80 900 Τροφοδ. σαν νερό - - W f (ας πούµε) πλύσης Προϊόν υπορροής 00 300 x 3 300 Προϊόν υπερροής - 80-300 x 3 600+ W f - Πυκνωτής ος Τροφ. αντιδρ. 00 80 900 Τροφ. υπερροής - 300 (x - x 3 ) W f Προϊόν υπορροής 00 300 x 300 Προϊόν υπερροής - 80-300 x 3 600+W f

- Πυκνωτής 2ος Τροφ. υπορροής 00 300 x 300 Τροφ. υπερροής - 300 (x 2 -x 3 ) W f Προϊόν υπορροής 00 300 x 2 300 Προϊόν υπερροής - 300 (x -x 3 ) W f - Πυκνωτής 3ος Τροφ. υπορροής 00 300 x 2 300 Τροφ. νερού - - W f Προϊόν υπορροής 00 300 x 3 300 Προϊόν υπερροής - 300 (x 2 -x 3 ) W f Αφού η τελική υπορροή πρέπει να περιέχει µόνο % NaOH θα είναι κατά προσέγγιση: 300 x 3 /000,0 Aν επιτυγχάνεται ισορροπία στον κάθε πυκνωτή, ο λόγος NaOH/νερό θα είναι ο ίδιος στην υπερροή και την υπορροή. Έτσι: και 300 ( x2 x3) 80 300 x x3 W 600+ W f 300 (x x3) x W f Η λύση των τεσσάρων αυτών εξισώσεων δίνει: x 3 0,0033, x 2 0,0442, x 0,05, W f 980. Έτσι, η ποσότητα του νερού που απαιτείται για την πλύση 00 kg/s CaCO 3 είναι 980 kg/s. To διάλυµα που τροφοδοτείται στον αντιδραστήρα περιέχει 25 kg/s Na 2 CO 3. Αυτό ισοδυναµεί µε 23,6 kg/s CaCO 3. Eποµένως, η πραγµατική τροφοδοσία του νερού που απαιτείται είναι: (980 x 23,6/00) 230 kg/s 2 f 3 x

Πρόβληµα 3. Σε µια εγκατάσταση (Σχήµα) παράγεται ανθρακικό βάριο από την αντίδραση ανθρακικού νατρίου µε θειούχο βάριο. Οι ποσότητες που τροφοδοτούνται συνεχώς στον αντιδραστήρα κάθε µέρα είναι 20 Μg θειούχου βαρίου διαλυµένου σε 60 Mg νερού, µαζί µε τη θεωρητικά απαιτούµενη ποσότητα ανθρακικού νατρίου. Υπάρχουν τρεις πυκνωτές σε σειρά στο σύστηµα έκπλυσης κατ αντιρροή. Η υπερροή από το δεύτερο πυκνωτή πηγαίνει στον αναµίκτη και η υπερροή από τον πρώτο πυκνωτή έχει 0% θειούχο νάτριο. Η λάσπη από όλους τους πυκνωτές µεταφέρει δύο µέρη νερού σε ένα µέρος ΒaCO 3 κ.β. Να βρεθεί πόσο θειούχο νάτριο παραµένει στο ανθρακικό βάριο µετά την καταβύθιση και ξήρανση. Λύση: Η αντίδραση που λαµβάνει χώρα είναι: BaS + Na 2 CO 3 BaCO 3 + NaS 69 06 97 78 Σχήµα 58β. Παραγωγή ανθρακικού βαρίου στο Πρόβληµα 3. Oι υπολογισµοί θα γίνουν µε βάση το υλικό που εισέρχεται στους πυκνωτές. Τα 20 Mg BaS θα αντιδράσουν δίνοντας (20 x 97/69) 23,3 Mg BaCO 3 και (20 x 78/69) 9,23 Mg Na 2 S Αν συµβολίσουµε µε x το λόγο του Na 2 S / νερό στον κάθε πυκνωτή, τα ισοζύγια µάζας θα δώσουν τα στοιχεία του παραπάνω πίνακα. ΠΙΝΑΚΑΣ - Ολικό BaCO 3 Na 2 S Nερό Τροφοδοσία 23,3 9,23 60 υπορροής Τροφοδοσία - - υπερροής W (ας πούµε) Προϊόν υπορροής 23,3 46,6 x 3 46,6 Προϊόν υπερροής - 9,23-46,6 x 3 W+3,4 - Πυκνωτής ος Τροφ. Υπορ. 23,3 9,23 60 Τροφ. υπερ. - 46,6 (x - x 3 ) W Προϊόν υπορ. 23,3 46,6 x 46,6 Προϊόν υπερ. - 9,23-46,6 x 3 W+3,4 - Πυκνωτής 2ος

Τροφ. υπορ. 23,3 46,6 x 46,6 Τροφ. υπερ. - 46,6 (x 2 -x 3 ) W Προϊόν υπορ. 23,3 46,6 x 2 46,6 Προϊόν υπερ. - 46,6 (x -x 3 ) W - Πυκνωτής 3ος Τροφ. υπορ. 23,3 46,6 x 2 46,6 Τροφ. υπερ. - - W Προϊόν υπορ. 23,3 46,6 x 3 46,6 Προϊόν υπερ. - 46,6 (x 2 -x 3 ) W Αν υποθέσουµε ότι σε κάθε πυκνωτή επιτυγχάνεται ισορροπία θα έχουµε τις εξισώσεις: x (9,23-46,6 x 3 ) / (3,4 + W) x 2 46,6 (x - x 3 ) / W x 3 46,6 (x 2 - x 3 ) / W Ακόµα, στην υπερροή (προϊόν) του πρώτου πυκνωτή έχουµε: (9,23-46,6 x 3 ) / (3,4 + W +9,23-46,6 x 3 ) 0,0 Λύνοντας το σύστηµα των τεσσάρων εξισώσεων παίρνουµε: x 0,2, x 2 0,066, x 3 0,030 και W57,Mg/µέρα. Στο προϊόν υπορροής από τον τρίτο πυκνωτή, η µάζα Na 2 S θα είναι: (46,6 x 0,03),4 Mg που συνοδεύονται µε 23,3 Mg BaCO 3. Όταν το ρεύµα αυτό ξεραθεί, το ανθρακικό βάριο θα περιέχει (00 x,4) / (,4 + 23,3) 5,7% Na 2 S

Πρόβληµα 32. Μια εγκατάσταση παράγει 00 kg/s διοξείδιου του τιτανίου που θα χρησιµοποιηθεί σαν χρωστική ουσία και θα πρέπει να είναι 99,9% καθαρή µετά την ξήρανση. Η χρωστική ουσία παράγεται µε καταβύθιση και το υλικό κατά τη διαδικασία παρασκευής µολύνεται µε kg διαλύµατος άλατος, που περιέχει 0,55 kg άλατος, ανά kg TiO 2. Tο υλικό πλένεται κατ αντιρροή µε νερό (διαλύτης) σε ένα αριθµό πυκνωτών τοποθετηµένων στη σειρά. Να βρεθεί πόσοι πυκνωτές θα απαιτηθούν, αν προσθέτουµε νερό µε παροχή 200 kg/s. Το στερεό που εκρέει από κάθε πυκνωτή αποµακρύνει 0,5 kg διαλύτη/kg TiO 2. Λύση : Κάνουµε το ολικό ισοζύγιο µάζας στην εγκατάσταση σε kg/s: TiO 2 Άλας Νερό Tροφοδοσία στον 00 55 45 αντιδραστήρα Υγρό πλύσης που - - 200 προστίθεται Πλυµένο στερεό 00 0, 50 Υγρό προϊόν 0 54,9 95 ιαλύτης στην υπορροή από τον τελευταίο πυκνωτή πλύσεως 50. Ο διαλύτης στην υπεροή του ίδιου πυκνωτή έχει τόση ποσότητα όση παρέχεται για την πλύση, δηλ. 200. Άρα: ( ιαλύτης που εκρέει στην υπερροή) 4 για τους πυκνωτές πλύσης ( 200 / 50 ) ( ιαλύτης που εκρέει στην υπορροή) Το υγρό προϊόν από την εγκατάσταση περιέχει 54,9 kg άλατος σε 95 kg διαλύτη. Ο λόγος αυτός θα είναι ο ίδιος στην υπορροή από τον πρώτο πυκνωτή (διαχωρισµού). Έτσι, το υλικό που οδηγείται στους πυκνωτές πλύσης αποτελείται από 00 kg TiO 2, 50 kg διαλύτη και (50 x 54,9/95) 4 kg άλατος Όταν το υγρό που τροφοδοτείται στο σύστηµα πλύσης κατ αντιρροή είναι καθαρός διαλύτης, αποδεικνύεται ότι ισχύει η σχέση: Sn S + R n+ R όπου R είναι ο λόγος των ποσοτήτων του διαλύτη που εκρέουν στην υπερροή / αυτή της υπoρροής και S είναι η ποσότητα της διαλυτής ουσίας στην υπορροή - δηλ. το (S n+ /S ) παριστάνει το κλάσµα της διαλυτής ουσίας που τροφοδοτήθηκε στο σύστηµα πλύσης και παραµένει µε το πλυµένο στερεό (βλ. σχήµα). Έτσι, ο απαιτούµενος αριθµός πυκνωτών για την πλύση δίνεται από τη σχέση: ( 4 ) 0, n + ( 4 ) 4 ή 4 n+ 42 που δίνει 4 < n+ < 5 άρα απαιτούνται 4 πυκνωτές πλύσης (ή συνολικά 5 πυκνωτές).

Σχήµα 59. Πλύση κατ αντιρροή σε σειρά πυκνωτών Συµβολισµοί του σχήµατος: Τα L και w παριστάνουν τις ποσότητες της διαλυτής ουσίας και του διαλύµατος αντίστοιχα στις υπερροές από τους πυκνωτές πλύσης έως n. Ενώ S και W είναι οι ποσότητες της διαλυτής ουσίας και του διαλύµατος µε τα στερεά που τροφοδοτούνται στο σύστηµα για πλύση. (Η ανάλυση στηρίζεται στη µονάδα µάζας του αδιάλυτου στερεού).

Πρόβληµα 33. Αναφερόµενοι στο προηγούµενο πρόβληµα, να βρεθεί ο απαιτούµενος αριθµός των πυκνωτών, αν η ποσότητα του αποµακρυνόµενου διαλύµατος σε σχέση µε τη χρωστική ουσία ποικίλει κατά τον ακόλουθο τρόπο µε τη συγκέντρωση του διαλύµατος στον πυκνωτή. Συγκέντρωση διαλύµατος (kg διαλυτής ουσίας / διαλύµατος) Ποσότητα αποµακρυν. διαλ. (kg διαλύµατος / χρωστικής ουσ.) 0,0 0,30 0, 0,32 0,2 0,34 0,3 0,36 0,4 0,38 0,5 0,40 ίνεται ακόµα ότι το πυκνό υγρό της πλύσης αναµιγνύεται µε το υλικό που τροφοδοτείται στον πρώτο πυκνωτή. Λύση: Θα χρησιµοποιηθούν οι ίδιοι συµβολισµοί µε το Σχήµα 59. Με Χ παριστάνεται ο λόγος της διαλυτής ουσίας προς το διάλυµα, δηλαδή για την υπερροή από τον πυκνωτή h έχουµε: L h h + X και X h για την υπορροή h w h S W h + Για την πλύση µε µεταβλητή υπορροή αποδεικνύεται ότι η συγκέντρωση του διαλύµατος που εκρέει από το σύστηµα δίνεται από τη σχέση: X Ln + S Sn w + W W + + n+ n+ Και για τη συγκέντρωση του διαλύµατος που τροφοδοτείται στον πυκνωτή h: X h+ Ln Sn + Sh w W + W + + + n+ n+ h+ Παρατηρώντας τα δοσµένα του προβλήµατος βλέπουµε ότι έχουµε: W h+ 0,30 + 0,2 X h Έτσι 2 2 S h+ W h+ X h 0,30 X h + 0,2 X h 5 W h+ -,5 Wh+ Θεωρούµε το πέρασµα της µονάδας ποσότητας του ΤiO 2 µέσα από την εγκατάσταση: L n+ 0, w n+ 2, X n+ 0, αφού χρησιµοποιούνται 200 kg/s καθαρός διαλύτης. S n+ 0,00 και κάνοντας τις πράξεις W n+ 0,3007. Aκόµα S 0,55 και W,00. Έτσι βρίσκεται η συγκέντρωση στον πρώτο πυκνωτή: X ( 0+ 0, 55 0, 00) 0549, ( 2+ 03007, ) 2, 6993 0203, Επίσης βρίσκεται το ( 0 000, + Sh+ Sh+ Xh+ + ) 000, ( 2 0, 3007+ Wh + ) 7, + Wh + Καθώς X 0,203, W 2 (0,30 + 0,2 x 0,203) 0,3406 και S 2 0,3406 x 0,203 0,069

Έτσι ( 0, 069 0, 00) X 2 00334, (, 7+ 03406, ) εποµένως W 3 0,30 + 0,20 x 0,0334 0,30668 και S 3 0,0025 Οπότε: ( 0, 0025 0, 00) X 3 000447, (, 7+ 0, 3067) Καθώς βρέθηκε το X 3, W 4 0,30089 και S 4 0,003 Με την ίδια µέθοδο θα είναι: X 4 0,0005 Eπίσης W 5 0,30003 και S 5 0,000045 (< S n+ ) Eποµένως, απαιτούνται 4 πυκνωτές.

Πρόβληµα 34. Ξερή άµµος από µια παραλία, που περιέχει % κ.β. αλάτι, έχει παροχή 0,4 kg/s και πρόκειται να πλυθεί µε 0,4 kg/s καθαρό νερό κατ αντιρροή σε δύο ταξινοµητές σε σειρά. Υποτίθεται ότι συµβαίνει τέλεια ανάµιξη της άµµου και του νερού και ότι η άµµος που φεύγει από κάθε ταξινοµητή περιέχει µέρος νερού σε κάθε 2 µέρη άµµου κ.β. Αν η πλυµένη άµµος µετά την πλύση ξεραθεί σε ένα ξηραντήριο (τύπου καµίνου), να βρεθεί σε τι ποσοστό περιέχει αλάτι. Ακόµα, να υπολογιστεί η απαιτούµενη παροχή πλύσης σε ένα µόνο ταξινοµητή, ώστε να πλυθεί η άµµος το ίδιο καλά. Λύση: Το πρόβληµα απαιτεί ένα ισοζύγιο µάζας γύρω από τα δύο στάδια (Σχήµα 60). Το στάδιο 2 θεωρείται σαν ο πρώτος πυκνωτής πλύσης. Σχήµα 60. Πλύση κατ αντιρροή του Προβλήµατος 34. Έστω x kg/s αλάτι ότι εκρέει στην υπορροή του σταδίου 2. Το αλάτι στην τροφοδοσία του σταδίου είναι: (0,4 x /00) 0,004 kg/s H άµµος περνά από κάθε στάδιο (0,4 kg/s) και σχετίζεται στην υπορροή µε (0,4/2) 0,2 kg/s νερού. Η ποσότητα αυτή εξέρχεται στην υπορροή από το στάδιο και εισέρχεται στο 2. Επίσης, η ίδια ποσότητα εξέρχεται και στην υπορροή του σταδίου 2. - Κάνοντας ένα ισοζύγιο για το νερό στο στάδιο 2, βλέπουµε ότι το νερό που εκρέει στην υπερροή θα είναι 0,4 kg/s. Στην υπορροή από το στάδιο 2, τα x kg/s αλάτι σχετίζονται µε 0,2 kg/s νερό, άρα το αλάτι που θα σχετίζεται µε τα 0,4 kg/s νερού της υπερροής του 2 θα είναι: (x 0,4/0,2) 2 x kg/s Αυτό υποθέτει ίση συγκέντρωση διαλύµατος υπερροής και υπορροής. - Θεωρώντας το στάδιο, 0,4 kg/s νερού εισέρχεται από την υπερροή του 2 και 0,2 kg/s εξέρχονται στην υπορροή, άρα το νερό στην υπερροή (έξοδος) από το θα είναι: (0,4-0,2) 0,2 kg/s Tο αλάτι που εισέρχεται είναι 0,004 kg/s στην υπορροή και 2 x kg/s στην υπερροή, σύνολο (0,004 + 2 x) kg/s Eποµένως, µε τα 0,2 kg/s νερό σε κάθε ρεύµα εξόδου θα σχετίζονται (αφού οι συγκεντρώσεις εξόδου θα είναι ίδιες): (0,004 + 2 x)/2 (0,002 + x) kg/s αλάτι - Κάνοντας τώρα ένα ολικό ισοζύγιο στο αλάτι θα έχουµε: 0,004 x + (0,002 + x) και x 0,00 kg/s H ποσότητα αυτή του αλατιού είναι αυτή που ενυπάρχει µε 0,4 kg/s άµµο και άρα το ποσοστό του αλατιού στην ξεραµένη άµµο είναι:

(0,00 x 00) / (0,4 + 0,00) 0,249% (β) Θεωρώντας τώρα ένα µοναδικό στάδιο, έστω y kg/s η τροφοδοσία του νερού. Αφού 0,2 kg/s νερού φεύγουν στην υπορροή, το νερό στην υπερροή που εκρέει θα είναι : (y - 0,2) kg/s Με τροφοδοσία 0,004 kg/s αλάτι και εκροή στην υπορροή 0,00 kg/s, το αλάτι στην υπερροή που εκρέει θα είναι: 0,003 kg/s. O λόγος αλάτι / διάλυµα θα πρέπει να είναι ο ίδιος στα δύο ρεύµατα εκροής ή 0,00/ (0,20 + 0,00) 0,003 / (0,003 + y - 0,2) και y 0,8 kg/s (Το ποσοστό του αλατιού στην πρώτη περίπτωση µπορεί να βρεθεί µε την εφαρµογή της εξίσωσης : S n+ /S (R-) / (R n+ -) για το πρώτο στάδιο πλύσης. Εδώ έχουµε : R 0,4/0,2 2 n, S 2 x, S (0,002 + x) άρα x/(0.002 + x) (2 - ) / (2 2 - ) 0,33 και x 0,00 kg/s, και το ποσοστό αλατιού στην άµµο 0,249 %).

Πρόβληµα 35. Σε µια εγκατάσταση αντιρροής εκχυλίζονται σπόροι, που περιέχουν 20% κ.β. έλαιο, και ανακτάται το 90% του ελαίου σε ένα διάλυµα που περιέχει 50% κ.β. έλαιο. Αν γίνεται η διεργασία µε καθαρό διαλύτη και στην υπορροή αποµακρύνεται kg διαλύµατος σε συνάρτηση µε κάθε 2 kg αδιάλυτου στερεού, να βρεθούν πόσα ιδανικά στάδια απαιτούνται. Λύση: Το πρόβληµα θα λυθεί µε τη γραφική µέθοδο, χρησιµοποιώντας για το σκοπό αυτό ένα τριγωνικό διάγραµµα (Σχήµα). Αφού οι σπόροι περιέχουν 20% έλαιο η σύστασή τους παριστάνεται απ το σηµείο x που έχει συντεταγµένες: x A 0,2 και x B 0,8 Τα Α και Β αναφέρονται στην ουσία που εκχυλίζεται (έλαιο) και στο µη εκχυλιζόµενο στερεό υπόλειµµα, αντίστοιχα. Το τελικό διάλυµα περιέχει 50% έλαιο. Άρα οι συντεταγµένες αυτού θα είναι: y A 0,5 και y S 0,5 Το S αναφέρεται στο διαλύτη. Ο διαλύτης που χρησιµοποιείται είναι καθαρός, άρα y S, n+ Tώρα kg αδιάλυτου στερεού στο πλυµένο προϊόν σχετίζεται µε 0,5 kg διαλύµατος και 0,025 kg έλαιο. Συνεπώς: 0025, x An, + και xsn, + ( xan, + xbn, +) άρα + 05, x A,n+ 0,067, x B,n+ 0,667 και x S,n+ 0,363 Το κλάσµα µάζας του αδιάλυτου υλικού στην υπορροή είναι σταθερό και ίσο µε 0,667(2/3). Εποµένως η σύσταση της υπορροής παριστάνεται στο διάγραµµα µε µια ευθεία γραµµή παράλληλη σην υποτείνουσα µε σηµεία τοµής στους δύο άξονες 0,333 (-0,667). Το σηµείο διαφοράς βρίσκεται σχεδιάζοντας τις δύο γραµµές που συνδέουν τα x και y, και τα x n+ και y n+. Έτσι γίνεται όπως είδαµε η γραφική κατασκευή. Το x n+ βρίσκεται ανάµεσα στα x 5 και x 6. Εποµένως, 5 πυκνωτές είναι αρκετοί και παράγουν τον απαιτούµενο βαθµό εκχύλισης. Αν η απόδοση δεν ήταν η ιδανική, αυτό θα έπρεπε στο τέλος να ληφθεί υπόψη.

Σχήµα 6. Γραφική λύση του Προβλήµατος 35.