Методическое пособие к практическим занятиям. Приложение 4 Методические указания по проведению ЛР и ПР. Методические указания по выполнению лабораторных и практических работ по специальности Производство промышленных газов
 Скачать 240.03 Kb.
|
|
Приложение 4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ по специальности «Производство промышленных газов» Квалификации: Аппаратчик получения промышленных газов 3 уровень НРК Техник по химической технологии производства промышленных газов 4 уровень НРК Бакалавр по производству промышленных газов 5 уровень НРК Нур-Султан, 2019 ОглавлениеЛабораторная работа 1 «Электролиз водных растворов хлорида натрия» 3 Лабораторная работа 2 «Датчики температуры» 7 Лабораторная работа 3 «Ремонт центробежных насосов» 11 Лабораторная работа 4 «Технология ремонта механического оборудования» 14 Лабораторная работа 5 «Исследование цикла и изучение схемы воздухоразделительной установки К-0,15» 19 19 Лабораторная работа 6 «Определение температуры вспышки паров огнеопасных жидкостей и категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности» 27 Практическая работа 1 «Расчет экономической эффективности предприятия» 41 Практическая работа 2 «Управление качеством» 43 Практическая работа 3 «Статистические методы анализа и контроля качества» 47 Практическая работа 4 «Характеристика трудового потенциала коллектива» 52 Практическая работа 5 «Инновационные проекты» 55 Лабораторная работа 1 «Электролиз водных растворов хлорида натрия»Цель работы: знакомство студентов с основными закономерностями протекания электролиза в диафрагменной ванне непрерывного действия и особенностями расчета основных технологических показателей электрохимического процесса. Основные положения для выполнения работы Схема лабораторной установки.Схема установки для электролиза водного раствора хлорида натрия состоит из выпрямителя 8, электролизера 1, выполненного из органического стекла, имеющего в верхней крышке дозатор электролита 5 и патрубок для отвода анодных газов, а в нижней части патрубок для вывода католита и водорода. Католит собирают в мерный цилиндр 4. Электролизер состоит из трех частей: 1) цилиндрического корпуса из оргстекла, в нижней части которого имеется фланец для крепления к днищу; 2) объемного днища конической формы со спиральной кольцевой выемкой для крепления катода; 3) крышки из оргстекла. Катод 3 изготовлен из железной сетки. Перед сборкой на железную сетку наносят диафрагму из асбестовой массы. Анод 2 изготовлен из графита в форме диска. Диск укреплен на графитовом стержне. Задание 1. Определить постоянство протекаемости электролита через диафрагму 2. Провести электролиз раствора хлорида натрия с заданной силой тока с записью всех экспериментальных данных по прилагаемой форме. 3. Провести анализ электролитической щелочи (3-4 пробы). 4. По полученным данным рассчитать технологические показатели электролиза для 2-3 проб (по указанию преподавателя) и результаты свести в табл. 2.2.4. Описание работы Провести предварительные расчеты По заданной силе тока рассчитывают: теоретическую массу гидроксида натрия, которая должна образоваться за 10 мин (время отбора пробы) по формуле анодную плотность тока:
где SA – поверхность графитового анодного диска, соприкасающегося с электролитом, которую определяют как сумму поверхностей основания (S1 = (π d2)/4) и части боковой (S2 = π d h*, где h* - глубина погружения анода в электролит, т.е.
Глубина погружения анодного диска в условиях лабораторной установки составляет примерно 1,5 см, если боковая сторона анодного диска полностью погружена в электролит. Перед началом работы необходимо ознакомиться с инструкцией и правилами техники безопасности, вывешенными над установкой. Выполнить следующие действия Залить электролит (водный раствор, содержащий 310 г/л хлорида натрия) в дозатор (5) и через него заполнить электролизер (1) таким образом, чтобы уровень электролита покрывал расчетную поверхность анода. С помощью капельной воронки периодически во время опыта добавляют необходимый объем электролита в электролизер для поддержания постоянного уровня. Подключить электролизер, установив по амперметру (6) силу тока, которую необходимо поддерживать строго постоянной в течение всего опыта. Напряжение отмечают по вольтметру (7). Открыть кран слива католита и собрать вытекающий католит в химический стакан. В начале опыта определить протекаемость диафрагмы. Для этого заменяют стакан мерным цилиндром и измеряют (c точностью 0,1 мл) объем католита, вытекающего за 10 мин (последовательно три пробы католита). При постоянстве расхода католита определить выход по току по гидроксиду натрия, для чего через каждые последующие 10 мин отобрать еще 4 пробы католита, каждую из которых количественно переносят в колбу для титрования, определяют концентрацию щелочи титрометрическим методом и рассчитывают выход по току (см. Контроль процесса). Экспериментальные данные
Контроль процесса Определить концентрацию щелочи в католите. Пробу католита, количественно переносят из мерного цилиндра в коническую колбу для титрования, разбавляют в 2-3 раза дистиллированной водой и добавляют 2-3 мл. 3%-ного раствора пероксида водорода для разрушения гипохлорит- и хлорат ионов. Через 2-3 мин. в раствор вносят 2-4 капли индикатора – метилового оранжевого и титруют раствором серной кислоты до изменения окраски индикатора (от желтой до светло оранжевой). Практическую массу щелочи, полученной при электролизе(Gпр.NaOH), рассчитывают по формуле:
Массовую концентрацию щелочи в католите (г/л) (СNaOH) рассчитывают по формуле:
где Vкат – объем пробы католита, мл. Рассчитать технологические показатели На основании экспериментальных данных (№№ проб указывает преподаватель) рассчитывают по формулам выход по току по гидроксиду натрия (ηЭ), удельный расход электроэнергии (Wуд.), коэффициент использования энергии. Результаты расчетов заносятся в таблицу;
Техника безопасности Не прикасаться руками к клеммам выпрямителя. Включать ток только после заполнения электролизера необходимым объемом электролита. Выполнять работу на установке, смонтированной в вытяжном шкафу с хорошей вытяжкой. В случае появления признаков отравления хлором, вывести пострадавшего на свежий воздух, дать молоко и обеспечить медицинскую помощь. Вблизи включенного электролизера запрещается работать с открытым огнем (на катоде выделяется водород). Библиографический список: 1. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. – Л.:Химия, 1974, 568 с. 2. Якименко Л.М. Производство водорода, кислорода, хлора и щелочей. – М.: Химия, 1981. – 280 с. 3. Файнштейн С.Я. Производство хлора методом диафрагменного электролиза. – М.: Химия, 1984. – 304 с. 4. Кубасов В.Л., Банников В.В. Электрохимическая технология неорганических веществ. – М.: Химия, 1989. – 288 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||