【正文】 水稀釋 78%的硫酸水溶液以配制 25%的硫酸水溶液 。 21 對(duì)于一些常用的酸、堿水溶液，也可將溶液的積分溶解熱數(shù)據(jù)回歸成相應(yīng)的 經(jīng)驗(yàn)公式 ，以便于應(yīng)用。 ⑵ 濃度變化熱 恒溫恒壓下，溶液因 濃度發(fā)生改變 而產(chǎn)生的熱效應(yīng)， 稱為 濃度變化熱 。K) ， kJ/(kmol ② 用設(shè)備的小時(shí)工作量為計(jì)算基準(zhǔn) 。 654321 ?????(61) 6 在上式，應(yīng)注意除 Q1和 Q4外，其它 Q值都有正負(fù)兩種情況。 而 對(duì)伴有熱效應(yīng)的過程 ,則還必須進(jìn)行能量衡算 ,才能確定設(shè)備的主要工藝尺寸 ?！?流動(dòng)系統(tǒng)總能量衡算式可簡化為： QH?? 12Q Q Q?? 12H Q Q? ? ? ( ) ( )B D A CH H H H H? ? ? ? ?熱量衡算基本關(guān)系式 Q兩部分熱量之和 上式只限于 連續(xù)操作 過程使用，不適用于 間歇 過程， 且沒有包括化學(xué)反應(yīng)熱。 為求出 Q2，必須求出式 (61)中其它各項(xiàng)熱量的值。 Cp理想氣體的熱容 。 ∵ 相變過程中 ， 體系 T不改變 ， 故 相變熱 常稱為 潛熱 。 P69見表 51. 在 25℃ 下 ,1mol硫酸用水逐漸稀釋 ,不斷取出過程放出的熱量 ,保持溫度 25℃ 用來計(jì)算 : 數(shù)據(jù)中可看出 :加入的水量愈多 ,累計(jì)放出的熱量愈多 , 累計(jì)放出的熱量與 溶液的組成 有關(guān) . 19 表 61 25℃ 時(shí)， H2SO4水溶液的積分溶解熱 H2O摩爾數(shù) n/mol 積分溶解熱 ?Hs/kJ?mol1 H2O摩爾數(shù) n/mol 積分溶解熱 ?Hs/kJ?mol1 50 100 2 200 3 500 4 1000 5 5000 6 10000 8 100000 10 500000 25 ? 20 用來計(jì)算 : :積分溶解熱， 濃度的函數(shù)， 溫度的函數(shù)。 單位： kJ/kmol， kJ/kg?? 等 用來計(jì)算： 如果吸收時(shí)吸收劑的用量很大，在吸收時(shí)溶液含量變化很小，則 吸收所放出的熱量等于該含量的 微分溶解熱乘以被吸收的吸收質(zhì)的數(shù)量 。 trc HQ ??? trH?AA0A nn????(610) (611) 29 對(duì)同一化學(xué)反應(yīng)而言，以參與反應(yīng)的任一組分計(jì)算的反應(yīng)進(jìn)度都相同。 物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱也可從有關(guān)手冊(cè)中查得。 為了計(jì)算方便，常結(jié)合物料衡算結(jié)果，將進(jìn)出衡算范圍的 各股物料的數(shù)量、組成和溫度 等數(shù)據(jù)標(biāo)在熱量衡算示意圖中。 38 熱力學(xué)數(shù)據(jù)為： 原 料 甲 苯 的 定 壓 比 熱 為 ?kg1?℃ 1 ； 98%硫酸的定壓比熱為 ?kg1?℃ 1 ； 磺化液的平均定壓比熱為 kJ?kg1?℃ 1 ； 水的定壓比熱為 ?kg1?℃ 1 。則 122s)O Hkg(kJ .61833 )1525(2111H??????????? 4p ?????? 9210979Q63c????? 所以 Q664cp3????????反應(yīng)消耗的甲苯量為 979kg，則 43 Q4= (14025)+ (6525) = 105 kJ Q5= 105kJ Q6= 104kJ Q7= 105kJ ∴ Q2=Q4 + Q5 + Q6+ Q7 Q1 Q3 = 105kJ 熱量衡算結(jié)果見表 62. 44 表 62 甲苯磺化過程熱量平衡表 項(xiàng)目名稱 熱量 / kJ 項(xiàng)目名稱 熱量 / kJ甲 苯： 1000 kg 磺 化 液： 1906 . 9 k g濃硫酸： 1 1 0 0 kg1 . 6 6 ? 104脫水器排水： 1 9 3 . 1 k g3 . 81 ? 105過程熱效應(yīng) 1 . 3 2 ? 106設(shè)備升溫 1 . 3 ? 105補(bǔ)充加熱 2 . 1 6 ? 105設(shè)備表面散熱 6 . 2 ? 104冷卻水帶走熱量 9. 8 ? 105輸入合 計(jì) 1 . 5 5 ? 106輸出合 計(jì) 1 . 5 5 ? 10645 熱量衡算舉例 (2)物理過程 化工 (制藥 )生產(chǎn)中， 有各種各樣的物理過程， 如：汽化、分流、溶液稀釋、 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(jì)算步驟： ①確定衡算范圍（虛線表示） ②確定衡算基準(zhǔn) Kmol/h 以進(jìn)入精餾塔物料量為基準(zhǔn)， Kg/h 以 0℃ 液態(tài)為基準(zhǔn) ③建立熱量衡算式 對(duì)方框 1： 對(duì)方框 2： LVWRBF ?????QF— 進(jìn)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(fù) ,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(chǔ)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(jì)算 常用的載熱體 (加熱劑或冷卻劑 ) 制藥生產(chǎn)中，需要使用 熱載體 取出或供給熱量。 規(guī)模稍大的化工企業(yè)，一般都設(shè)有 循環(huán)水系統(tǒng)。 Q2— 由蒸汽傳遞給物料及設(shè)備的熱量， kJ或 kJ/h。 ? )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， ℃ 。 61 壓縮空氣的消耗量的計(jì)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 。 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (P0=?105Pa， T0=)下， 1kg水蒸汽中約含 ?105kg的空氣。 ∴ 在建立真空后仍需繼續(xù)抽氣，以維持系統(tǒng)內(nèi)的真空度。 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(jì)( 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(jì) )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(jì) )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(yán)密 0 . 5 ~ 171 通過進(jìn)一步計(jì)算，可確定 每噸產(chǎn)品的各種能量消耗定額、每小時(shí)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。 ③確定再沸器加熱劑以及用量 。 通常做法： 將所求得的能量消耗再乘上適當(dāng)?shù)?能耗系數(shù) 。 G1— 由 真空系統(tǒng)容積 確定的氣體泄漏量 ,kg/h。 據(jù)此可計(jì)算出真空蒸發(fā)的抽氣量。 ⑴每次操作將設(shè)備中的液體 全部壓完 時(shí)壓縮空氣消耗量 以