物料和能量衡算概論(編輯修改稿)
2025-03-20 18:52 本頁面
【文章內容簡介】 kmol …… ⑶ 體積基準 m3（ STP）， Nm3 ⑷ 干濕基準 干基（不含水），濕基（含水） ? 4 、物料衡算的程序（步驟） ( l ）搜集計算數(shù)據(jù)。 ( 2 ）畫出物料流程簡圖。 ( 3 ）確定衡算體系。 ( 4 ）寫出化學反應方程式，包括主反應 和副反應，標出有用的分子量。 ( 5 ）選擇計算基準，并在流程圖上注明所選的基準值。 ( 6 ）列出物料衡算式，然后用數(shù)學方法求解。 (7）校核計算結果。 (數(shù)據(jù)歸一） ( 8 ）將計算結果列成輸入一輸出物料表（物料平衡表 ）。（三線表、表頭名稱、基準） 四、 無化學反應過程的物料衡算 ? 在化工過程中，只有物理變化不發(fā)生化學反應的單元操作如混合、蒸餾、蒸發(fā)、干燥、吸收、結晶、萃取等，這些過程都可以根據(jù)物料衡算式， 直接列出總物料和各組分的衡算式，再用代數(shù)法求解。 一）、簡單過程的物料衡算 ? 簡單過程是指僅有一個設備或一個單元操作的過程。設備邊界就是體系邊界。 ( 1 ）畫出物料流程簡圖。 ( 2）選擇基準。 ( 3）列物料衡算式，求解。 ( 4）校核計算結果。 ( 5）將計算結果列成輸入一輸出物料表（物料平衡 表）。 （要求：畫出物料流程簡圖、列出物料平衡表并進行核算） 二）、有多個設備過程的物料衡算 五、有化學反應過程的物料衡算 ? 有化學反應的過程，物料中的組分變化比較復雜。 ? 工業(yè)上的化學反應， 各反應物的實示用量，并不等于化學反應式中的理論量。為了使所需的反應順利進行，或使其中較昂貴的又應物全部轉化，常常使價格較低廉的一些反應物用量過量。 一）、反應轉化率、選擇性及收率等概念 ? l 、限制反應物 化學反應原料不按化學計量比配料時，其中以最小化學計量數(shù)存在的反應物稱為限制反應物。 ? 2 、過量反應物 不按化學計量比配料的原料中，某種反應物的量超過限制反應物完全反應所需的理論量，該反應物稱為過量反應物。 3 、過量百分數(shù) 過量反應物超過限制反應物所需理論量的部分占所需理論量的百分數(shù)。 ? 4 、轉化率（ x ） 某一反應物反應掉的量占其輸入量的百分數(shù)。 ? 5 、選擇性（ S ） 反應物反應成目的產(chǎn)物所消耗的量占反應物反應掉的量的百分數(shù) 轉化率與選擇性是反應過程的兩個主要技術指標。 ? 6 、收率（ Y ） 目的產(chǎn)物的量除以反應物（通常指限制反應物）輸入量，以百分數(shù)表示。它可以用物質的量（摩爾數(shù)）或質量進行計算。 轉化率、選擇性與收率三者之間的關系 : Y = S x 順酐的選擇性： S=Y/x＝ (%)/(%) =% % 二）、一般反應過程的物料衡算 ? 對有化學反應過程的物料衡算，由于各組分在過程中發(fā)生了化學反應，因此就不能簡單地列組分的衡算式，必須考慮化學反應中生成或消耗的量， 應該根據(jù)化學反應式，列衡算方程。 ? 對一般的反應過程，可用下列幾種方法求解。 直接求解法 ? 有些化學反應過程的物料衡算，有時只含一個未知量或組成，這類問題比較簡單，通?？筛鶕?jù)化學反應式直接求解，不必列出衡算式。 ? 直接求解法也稱化學計量法 元素衡算法 ? 元素衡算是物料衡算的一種重要形式。在作這類衡算時，并不需要考慮具體的化學反應，而是按照元素種類被轉化及重新組合的概念表示為： 輸入（某種元素） =輸出（同種元素） ? 對反應過程中化學反應很復雜，無法用一、兩個反應式表示的物料衡算題，可以列出元素衡算式，用代數(shù)法求解。 “聯(lián)系組分”法 ? “聯(lián)系組分”是指隨物料輸入體系，但完全不參加反應，又隨物料從體系輸出的組分，在整個反應過程中，它的數(shù)量不變。 如果體系中存在聯(lián)系組分，那么輸入物料和輸出物料之間就可以根據(jù)聯(lián)系組分的含量進行關聯(lián)。 三）、復雜過程的物料衡算 ? 復雜過程不是指過程或設備多而是具有循環(huán)、排放及旁路的過程。 ? 在化工過程中具有循環(huán)、排放及旁路的過程的物料衡算與以上介紹的方法相類似，只是需要先根據(jù)已知的條件及所求的未知量選擇合適的衡算體系，列出一般過程物料衡算式再加上結點關系求解。 第三節(jié) 能量衡算 ? 在化工生產(chǎn)中，能量的消耗是一項重要的技術經(jīng)濟指標，它是衡量工藝過程、設備設計、操作制度是否先進合理的主要指標之一。 ? 能量衡算的基礎是物料衡算，只有在進行完備的物料衡算后才能作出能量衡算。 能量衡算有
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