注冊化工物料和能量平衡(編輯修改稿)
2025-03-05 12:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 對連續(xù)流動系統(tǒng)，以單位時間投料量或產(chǎn) 品量為基準(zhǔn) 。 (4) 按步驟進(jìn)行物料衡算。 30 3. 無化學(xué)反應(yīng)過程系統(tǒng)的物料衡算 混合、蒸餾、蒸發(fā)、干燥、吸收、結(jié)晶、 萃取 —— 物理變化 P W F 0Fx Pnxwnx過 程 31 總物流衡算： 組分衡算式： n+1個方程， 獨(dú)立方程數(shù) ? 由于 其中只有 n個方程是獨(dú)立的 121 ???? iPPP xxx ? 3212121????????????iiiWWWPPPFFFxxxxxxxxx???32 相平衡和化學(xué)平衡時 強(qiáng)度性質(zhì) 中獨(dú)立變量數(shù)目的規(guī)律。 獨(dú)立變量數(shù)目？ 相互依賴關(guān)系？ pTxxxxyy , , 39。 ,39。 , BABABA33 方程 z = 5x+3y+2 z = 5x+3y+2 z = 5x+3y+2 y = 2x+3 y = 2x+3 x = 2 變數(shù) 3 3 3 獨(dú)立變數(shù) 2 1 0 觀察出什么規(guī)律 ? 34 為求解包含 個未知數(shù)的代數(shù)問題，必須 建立關(guān)聯(lián)這些未知數(shù)的獨(dú)立的代數(shù)方程。設(shè)能 建立的方程為 個，則會有如下兩種情況： ① ，未知數(shù)有確解，即無自由度。 ② ，未知數(shù)無確解，必須補(bǔ)充或指定 個關(guān)系式或未知數(shù)的值才能解決這 個問題，即該問題中有 個自由度。 nmn??m?35 ? 處理方法： 羅列變數(shù)，扣掉限制數(shù) 一個 K 個組分、 π 個相的相平衡系統(tǒng)的變數(shù)： ? ? 個 1 ,,,)(1)(1)()()2(1)2(1)2()2()1(1)1(1)1()1(??????????????????????????????????????????????KxxpTxxpTxxpTKKK?????36 限制方程數(shù)： (1) 熱平衡 T (1) =T (2) = … = T (π)， (π1) 個 (2) 力平衡 p (1) = p (2) = … = p (π)， (π1) 個 (3) 相平衡 (4) 達(dá)平衡的獨(dú)立的化學(xué)反應(yīng) 個 (5) 其它限制關(guān)系 個 個)1( )()2()1()(1)2(1)1(1???????????????????????????????????????????????????KKKK 0B BB ?? ??R?R37 ? 單元系相平衡 單相 f = 11+20 = 2 ~ 面 兩相 f = 1 ~ 線 三相 f = 0 ~ 點(diǎn) ? 前例 AB二元系液液氣平衡 f = 23+2 = 1 ~ 例如壓力 39。 2 RRKf ????? ?相律表達(dá)式： 相律的應(yīng)用： f 的意義？ 38 ? 多相化學(xué)平衡 CaCO3(s)=CaO (s)+CO2(g) f = 33 + 210 = 1 nCO2 = nCaO是否算 R’ =1? CaO (s) CaCO3(s) CO2(g) 39 ? 多相化學(xué)平衡 NH4HS (s) = NH3(g)+H2S (g) (1) 真空中分解 : f = 32+211 = 1 (2) 預(yù)先加入 NH3: . f = 32+210 = 2 NH4HS (s) NH3(g) H2S (g) SHNH 23 y?y40 例： 確定系統(tǒng)的自由度： (1) 含有 KCl、 NaCl、 KNO NaNO3的不飽和溶液； (2) 在 N2(g)和 O2(g)的混合物中，加入某固體催化劑，生成數(shù)種氣態(tài)氮氧化物。 解： (1) 此為凝聚系統(tǒng) f = Kπ+1 = 41+1 = 4 (2) f = Kπ+2 = 21+2 = 3 41 (3) 水煤氣中的五種物質(zhì)： H2O(g), C (s), CO (g), H2(g) 和 CO2(g)，相互進(jìn)行如下反應(yīng)并達(dá)到平衡： H2O (g)+C (s) = H2(g)+CO (g) CO2(g)+H2(g) = H2O (g)+CO(g) CO2(g)+C (s) = 2CO (g) 解： K=5,π=2 氣相和固相 C (s)；兩個獨(dú)立的化學(xué)反應(yīng)， R =2。 f = 52+22 = 3 42 ? 簡單過程 (一個單元操作 ) 例 : 連續(xù)蒸餾 — 塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品流量和 組成與原料液的流量和組成間的關(guān)系。 F, xF D, xD W,xW 43 物料衡算 : 例 :連續(xù)常壓蒸餾塔 : 甲苯 (A),苯 (B)。料液 : 20230 , wA= , wB=。對餾出液的要求 : 能 回收原料中的 ，對釜中殘液的要求 :不 高于 的苯。試求餾出液和釜液的流量和組 成。 WDF ?? iii WDF xWxDxF ?????44 解 : 41 9262783838 /78B???Fx 23 51929
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