【正文】 表 611 能耗一覽表 名 稱 水 水蒸汽 冷凍鹽水 壓縮空氣 真空抽氣量能耗系數(shù) 1 . 2 0 1 . 2 5 1 . 2 0 1 . 3 0 1 . 3 0求出各種能量消耗后，還應(yīng)考慮 輸送過程中的損失 。每冷凝 1kg蒸汽，由設(shè)備、管道等的連接處漏入的空氣約為 。 (620) 58 定壓比熱與溫度的關(guān)系 : 水和空氣的定壓比熱均隨溫度而變化 ， 但變化并不顯著 。 52 冷凍劑和載冷體 ⑴ 冷凍劑 冷凍循環(huán)的循環(huán)介質(zhì)，起熱量傳遞的中介作用。 39 解： 熱量衡算的目的 :確定磺化過程中的補充加熱量 。 化學(xué)反應(yīng)熱與反應(yīng)物和產(chǎn)物的溫度有關(guān)。 24 ② 積分稀釋熱 恒溫恒壓下，將一定量的溶劑加入到含 1摩爾溶質(zhì)的溶液中，形成較稀的溶液時所產(chǎn)生的熱效應(yīng) 稱為 積分稀釋熱 ，簡稱 稀釋熱 。 ∵ 蒸發(fā) 、 熔融 、 升華 過程要克服液體或固體 分子間的相互吸引力 ∴ 這些過程均為 吸熱過程 ， 按式 (61)中的符號規(guī)定 ， 其相變熱為 負值 ； 反之 ， 冷凝 、 結(jié)晶 、 凝華 過程的相變熱為 正值 。 7 熱量衡算的方法 計算基準(zhǔn) 在計算 Qi之前 ， 要確定一個計算基準(zhǔn) 。第六章 熱量衡算 概述 熱量衡算的基本原理 熱量衡算的方法 熱量衡算舉例 加熱劑、冷卻劑及其他能量消耗的計算 1 概述 當(dāng)物料衡算完成后 : 對沒有熱效應(yīng)的過程 ,可直接根據(jù)物料衡算結(jié)果和工藝要求進行 設(shè)備的工藝設(shè)計 ， 以確定設(shè)備的型式 、 數(shù)量和主要工藝尺寸 。 ① 數(shù)量上基準(zhǔn) ② 相態(tài)基準(zhǔn) (基準(zhǔn)態(tài) ) 數(shù)量上基準(zhǔn) : ① 按 1kmol或 1kg物料為計算基準(zhǔn) 。 17 各種純化合物的相變熱可從有關(guān)手冊、文獻中查得。 顯然， 兩種不同濃度下的積分溶解熱之差 就是溶液由一種濃度稀釋至另一種濃度的積分稀釋熱。 若反應(yīng)在 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (25℃ 和 ?105Pa)下進行， 則化學(xué)反應(yīng)熱又稱為 標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱。 衡算對象 :甲苯磺化裝置 (包括磺化釜 、 回流冷凝器和脫水器等 ) 。 工業(yè)常用 ： NH3， CO2，氟里昂， CH4， C2O， C2=， C3=等。 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 。 據(jù)此可計算出真空蒸發(fā)的抽氣量。 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) 。 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(chǎn)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。 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (P0=?105Pa， T0=)下， 1kg水蒸汽中約含 ?105kg的空氣。 ? )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， ℃ 。 規(guī)模稍大的化工企業(yè)，一般都設(shè)有 循環(huán)水系統(tǒng)。 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 。 物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱也可從有關(guān)手冊中查得。 單位： kJ/kmol， kJ/kg?? 等 用來計算： 如果吸收時吸收劑的用量很大，在吸收時溶液含量變化很小，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 。 ∵ 相變過程中 ， 體系 T不改變 ， 故 相變熱 常稱為 潛熱 。 為求出 Q2，必須求出式 (61)中其它各項熱量的值。 而 對伴有熱效應(yīng)的過程 ,則還必須進行能量衡算 ,才能確定設(shè)備的主要工藝尺寸 。 ② 用設(shè)備的小時工作量為計算基準(zhǔn) 。 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 。 25 例如，向由 1mol H2SO4和 1mol H2O組成的溶液中加入5mol水進行稀釋的過程可表示為 由表 61可知 : 1mol H2SO4 和 6mol H2O組成的 H2SO4水溶液的積分溶解熱為 kJ?mol1， 1mol H2SO4和 1mol H2O組成的H2SO4水溶液的積分溶解熱為 kJ?mol1，則上述稀釋過程的濃度變化熱或 積分稀釋熱 為 H 2 S O 4 ( 1m ol H 2 O ) + 5H 2 O H 2 S O 4 ( 6m ol H 2 O ) p ???26 例 61 在 25℃ 和 ?105Pa下 ， 用水稀釋 78%的硫酸水溶液以配制 25%的硫酸水溶液 。 ? ???? ???? i0cii0cior )H( )H( HocH? (513) 32 任意溫度 t℃ 下化學(xué)反應(yīng)熱的計算 : 若反應(yīng)在 t℃ 下進行 ， 且反應(yīng)物和產(chǎn)物在 (25t)℃ 之間均無相變化 ， 則可設(shè)計如下熱力學(xué)途徑 : 反應(yīng)物 t℃ 反應(yīng)物 25℃ 產(chǎn)物 25℃ 產(chǎn)物 t℃ 0rH? trH?(25t)??iCpi (t25)??iCpi 由蓋斯定律得 : 反應(yīng)物 產(chǎn)物 式中 :t— 反應(yīng)溫度， ℃ ； Cpi— 反應(yīng)物或產(chǎn)物在 (25～ t) ℃ 之間的 平均定壓比熱 ， kJ?mol1? ℃ 1。 若將 過程的熱效應(yīng) 作為輸入熱量來考慮 ， 則可繪出如圖 51所示的熱量衡算示意圖 。 53 圖 64 54 ⑵ 載冷體 通常為 冷凍鹽水 ， 是 氯化鈉 、 氯化鈣 、 氯化鎂 等 鹽類的水溶液 ， 所能 達到的低溫與鹽水的凍結(jié)溫度有關(guān) 。 氯化鈉水溶液的定壓比熱與溫度和濃度有關(guān) ， 如 P78表 55所示 。 ① 間壁式冷凝器 當(dāng)采用間壁式冷凝器時，每小時從冷凝器抽走的空氣量為 hhh5h ?????66 式中 :M— 空氣的平均分子量 ,常取 29g/mol； R— 通用氣體常數(shù) , J?mol1?K1。 表 610 能耗系數(shù) 序號 名稱 規(guī)格 單位 每噸產(chǎn)品消耗定額 每小時最大用量 日消耗量 年消耗量 備注2 3 4 5 6 7 8 972 第六章 作業(yè) 6乙胺 (1)二乙胺 (2)連續(xù)精餾塔，年處理量為 15000噸 /年，年工作日為 300日，每天按 24小時計算 .回流比為 。 70 真空系統(tǒng)中常見連接件的氣體泄漏量如下表所示。 ?? CAV b(627) (626) 65 ⑶ 真空蒸發(fā) ∵ 由設(shè)備、管道等連接處 漏入的空氣 以及 溶液中的不凝性氣體