【正文】 增濕、物理吸收和蒸餾 以精餾過程為例 （ 1） 目的： ①確定 QC和 QB ② 確定 G冷卻水 和 G蒸汽 圖 62 精鎦塔熱量衡算示意 46 （ 2）計算步驟： ①確定衡算范圍（虛線表示） ②確定衡算基準 Kmol/h 以進入精餾塔物料量為基準， Kg/h 以 0℃ 液態(tài)為基準 ③建立熱量衡算式 對方框 1： 對方框 2： LVWRBF ?????QF— 進塔物料帶入熱， kJ/h； QB— 再沸器加熱劑帶入熱， kJ/h； QR— 回流液帶入熱， kJ/h； QW— 塔釜液帶出熱， kJ/h； QV— 塔頂上升蒸汽帶出熱， kJ/h； QL— 熱損失， kJ/h； QC— 冷凝器冷卻劑取出的熱即冷凝器的熱負 ,kJ/h； QD— 塔頂餾出物帶出熱， kJ/h； 47 ④列出物料平衡表 ⑤查組分基礎熱數(shù)據(jù) △ H 、 Cp 、常數(shù) a 、 b 、 c 、 d等 ⑥求 Qi QL = QF ⑦ 帶入式 1和式 2分別求出 QC和 QB ⑧ 求 G冷卻水 和 G蒸汽 ⑨列出熱量衡算表 48 載熱體及其他能量消耗的計算 常用的載熱體 (加熱劑或冷卻劑 ) 制藥生產中，需要使用 熱載體 取出或供給熱量。 （ 4）有機高溫載熱體 ： 工業(yè)上常用 :聯(lián)苯、聯(lián)苯醚、道熱姆、聯(lián)甲苯甲烷等 優(yōu)點 ： Tb高，化學性質穩(wěn)定 如：道熱姆， 200℃ P s=； 350℃ P s= ∵P s低 ∴ 設備壓力低，具有 可燃性 但 無爆炸危險 ， 毒性低，黏度比礦物油低 ,傳熱效果好。 規(guī)模稍大的化工企業(yè)，一般都設有 循環(huán)水系統(tǒng)。 被冷物料的最低溫度不能低于所選冷凍鹽水的 最低凍結溫度 ， 高于最低凍結溫度若干度 。 Q2— 由蒸汽傳遞給物料及設備的熱量， kJ或 kJ/h。 ?— 熱效率。 ? )tt(CQW12p2??(3)水、冷凍鹽水和空氣等冷卻劑的消耗量 式中 :W— 冷卻劑的消耗量， kg或 kg?h1； Cp— 冷卻劑的平均定壓比熱， kJ?kg1? ℃ 1； t1— 冷卻劑的初溫， ℃ ； t2— 冷卻劑的終溫， ℃ 。 59 (4)燃料的消耗量的計算 p2G??燃料名稱 褐煤 煙煤 無煙煤 燃料油 天然氣發(fā)熱量/ k J ? kg 18400~1 4 6 0 01 4 6 0 0 ~3 3 5 0 01 4 6 0 0 ~2 9 3 0 04 0 6 0 0 ~4 3 1 0 03 3 5 0 0 ~3 7 7 0 0式中 :G— 燃料的消耗量 ,kg或 kg?h1。 61 壓縮空氣的消耗量的計算 一般情況下，壓縮空氣的消耗量均要折算成 常壓 (?105Pa)下的 空氣體積 或 體積流量 。 63 ⑶ 攪拌液體時壓縮空氣消耗量 5b PKAV???以常壓 (?105Pa)下的空氣體積計， 一次操作所需的壓縮空氣消耗量為 (625) 式中 : K— 系數(shù)，緩和攪拌取 24，中等強度攪拌取 48， 強烈攪拌取 60； A— 被攪拌液體的橫截面積， m2； ?— 一次攪拌操作持續(xù)的時間， h。 在標準狀態(tài) (P0=?105Pa， T0=)下， 1kg水蒸汽中約含 ?105kg的空氣。 h353h00hh 29 PRTMGV?????????以標準狀態(tài)下的空氣體積計， 每小時應從冷凝器抽走的空氣體積為 式中 Gh— 從冷凝器抽走的空氣量， kg/h； Dh— 進入冷凝器的蒸汽量， kg/h。 ∴ 在建立真空后仍需繼續(xù)抽氣，以維持系統(tǒng)內的真空度。 K— 校正系數(shù)。 連接件或部件名稱平均泄漏量/ kg ? h1連接件或部件名稱平均泄漏量/ kg ? h1Dg 5 0①0 . 0 4 5 視鏡 0 . 4 5aaa 絲扣連接Dg? 50 0 . 0 9Dg 1 5 0 0 . 2 3玻璃液位計( 含旋塞 )0 . 9 1150 ? Dg 6 0 0( 含人孔 )0 . 3 6帶液封填料箱的攪拌器、泵軸等0 . 1 4600 ? Dg 1 8 0 0 0 . 5法蘭連接Dg? 1 8 0 0 0 . 9 1普通填料箱( 以每 mm 軸徑計 )0 . 0 2 7d 1 5②0 . 2 3 閥門( 有密封圈 ) d ? 15 0 . 4 5安全閥、放氣口( 以每 mm 公稱直徑計 )0 . 0 1 8潤滑旋塞 0 . 0 4 5 普通 2 .3泄放用小型旋塞 0 . 0 9軸封十分嚴密 0 . 5 ~ 171 通過進一步計算，可確定 每噸產品的各種能量消耗定額、每小時的最大用量、日消耗量和年消耗量 ，最后可編制出能耗一覽表，如表 59所示。 進料 : xF1=(質量 % ) TF=℃ ( 泡點進料 ) 餾出液 : xD1=97(質量 %) T頂 ≈T 回 = ℃ 釜液 : xW1= 2(質量 %) Tw= ℃ T ℃ C p1[j/] Cp2[j/] △ Hv1[j/mol] △ Hv2[j/mol] 熱損失為進料熱量的 5% 。 ③確定再沸器加熱劑以及用量 。 求 ① Qc和 QB 。 通常做法： 將所求得的能量消耗再乘上適當?shù)?能耗系數(shù) 。密封性能較差及有腐蝕的裝置 ,K值取 2～ 3。 G1— 由 真空系統(tǒng)容積 確定的氣體泄漏量 ,kg/h。 以 標準狀態(tài)下 的空氣體積計，每小時應從冷凝器抽走的空氣體積為 (630) (631) 68 ⑷ 建立真空所需要的 抽氣 量 21Th PPlnVV??建立真空時每小時需抽走的空氣體積為 (632) 式中 ?— 抽氣時間， h； P1— 設備內的初始壓強， Pa； P2— 設備內的終了壓強， Pa。 據(jù)此可計算出真空蒸發(fā)的抽氣量。 ⑵ 真空抽濾 式中 C— 經(jīng)驗常數(shù)，可取 15～ 18； A— 真空過濾器的過濾面積， m2； ?— 一次抽濾操作持續(xù)的時間， h。 ⑴每次操作將設備中的液體 全部壓完 時壓縮空氣消耗量 以常壓 (?105Pa)下的空氣體積計，一次操作所需的壓縮空氣消耗量為 (623) 式中 :Vb— 一次操作所需的壓縮空氣體積， m3/次 ； VT— 設備容積， m3； P— 壓縮空氣在設備內建立的壓強， Pa。 Qp— 燃料發(fā)熱量 ,kJ?kg1。 一般情況下 : 水的定壓比熱可取 ?kg1?oC1， 空氣的定壓比熱可取 ?kg1?oC1 。不保溫設備取 ～ 。 Cp— 冷凝水的平均定壓比熱 ,取 ?kg1?℃ 1。 氯化鈉水溶液 的最低凍結溫度為 ℃ （ 相應的含量為%） ， 而物料被冷卻到的溫度應不低于 12℃ 。 工業(yè)常用 ： NH3， CO2，氟里昂，