化工设计物料衡算与能量衡算
不• 随第T四、级P变化。 干• 湿第基五准级:对含水分的物料,选干基(不计水
分),即水分变化时选干基。
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三、物料衡算的基本步骤
1.确定衡算的对象和范围,并画出计算对
象的草图。
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• 第二级循Βιβλιοθήκη 流• 第三级进料•
第四级 ②
• 第五级
①
反应器 旁路
分离系统
③
产品 副产物或残渣
化工基础数据:物化数据或物性数据
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分类
基本物性数据—如临界常数(临界压力、临界 温度、临界体积)、密度或比容、状态方程参 数• 、单压击缩此系处数编、辑蒸母气版压文、本气样一式液平衡关系等。
热• 力第学二物级性数据—如内能、焓、熵、热容、相 变• 热第、三自级由能、自由焓等。
化• 学第反四应级和热化学数据—如反应热、生成热、 燃 数• 烧等第热。五、级反应速度常数、活化能,化学平衡常
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•第第二三级章 物料衡算与能量衡算
• 第三级 • 第四级 • 第五级
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化工基础数据
化工计算以及化工工艺和设备设计中,要 用• 到单有击关此化处合编物辑的母物版性文数本据样。式例如,进行化 工• 过第程二物级料与能量衡算时,需要用到密度或 比• 容第、三沸级点、蒸汽压、焓、热容及生成热等 等• 的第物四性级数据;设计一个反应器时,则需要 知• 道第化五学级反应热的数据;计算传热过程时, 需要导热系数的数据等等。
材质选择,仪表及自控设计、对生产设备和辅
助设备进行选型或设计。
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物料衡算的依据 (• 1单)击设此计处任编务辑书母版文本样式 (•• 2第 第)二三建级级设单位或研究单位所提供的数据 (• 3第)四工级艺流程示意图
• 第五级
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二、物料衡算的基准
时间基准:对连续稳定过程,用单位时间的物 料 基质•• 量准量单 第作;基击二基准此级准:处。固编体辑或母液版体文物本料样,式选用单位质量为 体• 积第基三准级:气体物料,选用m3(STP),因它
• 单4液0%量击,,此底列液处物包料编括衡辑进算母料表中。版的文全本部n样- c5式,计算精馏液和底
•• 第解:二分级别以下标1、2、3、4表示c3、i-c4、i-c5、n- c5
•
••
第三级D=1000×100.20+0D=×D4+0W%+1000×0.2×80%
• 第四解得级:D=600mol/h,W=400 mol/h
能• 量第衡三算级:以热力学第一定律为依据,对生产 过• 程第或四设级备的能量平衡进行定量的计算,计算 过 能• 程量第中是五要热级供能给、或电移能走、的化能学量能, 、称动之能为、能辐量射衡能算的。 总称。化工生产中最常用的能量形式为热能, 故化工设计中经常把能量计算称为热量计算。
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第一节 物料衡算的基本方法 一、质量守恒(见书)
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物料衡算的目的
1.确• 定单原击料此的处消编耗辑量母、版副文产本品样量式以及输出过程物 料• 的第损二耗级量及三废生成量,判断是否达到设计 要• 求第(三产级品的技术经济指标)。
2.作•• 为第 第热四五量级级计算的依据。 3.根据计算结果绘出物流图,可进行管路设计及
•• 第物料五衡级算表如下:
• 2、• 作第物二料级平衡:干燥纸浆量=1-0.426=0.574kg
• •
水纸•:浆第0:.7三01.×57级40.-40=.208.2484kg,干纸浆含水量:0.284/0.574=0.495,
• =•0.2第9kg四,含级纸浆0.505 湿纸浆
干燥纸浆 浆:?
• 第五级
浆: 0.29
干燥器
包括求解系统、衡算范围、衡算边界
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2.确定计算任务; 3.确定过程所涉及的组分;
4.对• 物单流击流此股处进编行编辑号母,版并文标本注样物式流变量; 5.收• 集第数二据级资料:
一• 类第为三设级计任务所规定的已知条件; 一• 类第为四与级过程有关的物理化学参数。 6.列• 出第物五料级衡算方程及相关方程
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7.整理计算结果(整理成原材料消耗表和 物料衡算表)
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8.绘制物料流程图
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四、无反应过程的物料衡算
无反应过程指流体输送、粉碎、换热、混合、分离 (吸收、精馏、萃取、结晶、过滤、蒸发、闪蒸、
水:?
水:
0.71
水分
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• 例:每小时将20kmol含乙醇40%的酒精水溶液进行精 馏,要求馏出液中含乙醇89%,残液中含乙醇不大于3 %(以上均为摩尔分数),试求每小时馏出液量和残液 量。
•• 单解:击由此全处塔物编料辑衡母算式版可文得本样式
•• 第二级20 = D + W
(1)
••
•
第20×三0.级4 = 0.89D + 0.03W
联解方程式(1)、式(2),得
(2)
•• 第馏四出级液量D=8.6 kmol/h
•• 第五残级液量W=11.4 kmol/h
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• 例:一股加料速率为1000mol/h的物流,摩尔组成如 下:c3为0.20,i-c4为0.30, i-c5为0.20,n- c5为0.30,精馏液包 括进料中的全部丙烷和80%的i-c5,精馏液中含异丁烷
提• 浓单、击脱此水处、编增辑湿、母干版燥文)本等样化式工单元操作。 • 第二级 • 第三级 • 第四级 • 第五级
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• 例:有一湿纸浆含水71%,干燥后原有水分的60%除去, 试计算:1、每公斤湿纸浆移去的水分质量? 2、干纸浆的 组成?
• 解:以1kg湿纸浆为基准。示意图:
• 1、• 每单公击斤此湿纸处浆编移辑去的母水版分文质量本:样1×式0.71×60%=0.426kg
传递参数—如粘度、扩散系数、导热系数等。
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化工基础数据获取方法
查手册或文献资料 • 单击此处编辑母版文本样式
•估第算二级 • 第三级
•用第实四验级直接测定 • 第五级
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物料衡算与能量衡算的概念
物料衡算:运用质量守恒定律,对生产过程或 设备的物料平衡进行定量的计算,计算出各股 物• 流单输击入此或处输编出辑的母量版及文组本分样等式,称之为物料衡 算• 。第二级