物料衡算和能量衡算概述-資料下載頁(yè)
2025-03-10 21:32本頁(yè)面
【正文】 課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ⑤用水量計(jì)算 工業(yè)福爾馬林含水 177 = 工業(yè)甲醇含水 92 = 由反應(yīng)生成的水為 按反應(yīng)（ 1）生成 按反應(yīng)（ 3）生成 2=357mol 按反應(yīng)（ 4）生成 共計(jì)生成水 +357+= 15 62 .1 181000 28 .1 k g? ?為制取 177kg福爾馬林須補(bǔ)充水 = 按產(chǎn)量為 2t/h須補(bǔ)充水量為 2023/177 =778kg/h 通過(guò)下列計(jì)算得出物料衡算結(jié)果并示于物料平衡流程圖 36中。 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 工業(yè)甲醇 （ 質(zhì)量 ） 1039kg CH3OH 98% H2O 2% 空氣 1054Nm3 O2 N2 尾氣 %（ V） 1356 Nm3 CH4 O2 N2 CO2 H2 甲醛損失 補(bǔ)充水 778kg HCHO CH3OH H2O CH4 O2 N2 CO2 H2 福爾馬林 （ 質(zhì)量 ） 2023kg HCHO % CH3OH % H2O % 圖 36 物料平衡流程圖 反 應(yīng) 器 吸 收 塔 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 【 例 10】 乙炔預(yù)冷器熱量衡算 圖 4 1 乙炔預(yù)冷器熱量衡算示意圖 △ H 4鹽 水0 ℃H 2 O乙 炔 氣 2 5 ℃ △ H 15 ℃△ H 3乙 炔 氣 △ H 25 ℃(1) 搜集物料衡算等數(shù)據(jù) (2) 畫(huà)出熱量衡算示意圖 (3) 確定衡算體系 (4) 選擇溫度基準(zhǔn)： 25℃ 相態(tài)基準(zhǔn)：氣相 則：△ H1=0 5 25 152mt??? ℃2H iiW Cp? ?△ △ T無(wú)化學(xué)反應(yīng)的熱量衡算 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 查得各組分在 15℃ 時(shí)的熱容值，代入上式計(jì)算即可。 組分 C2H2 H2O O2 N2 Cp kcal/kg 13 3H H H?△ △ △+ 冷 凝H2O 25℃ ,氣態(tài) H2O 5℃ ,液態(tài) H2O 5℃ ,氣 態(tài) 3H△ H 冷 凝△ 13△ 2222 HOH O H OHOWWCp? △ △T+ H4 1 2 3H H H H△ △ △ △?制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 （一）以標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱為基礎(chǔ)進(jìn)行衡算 一、反應(yīng)熱 在化學(xué)反應(yīng)中放出的熱量取決于反應(yīng)條件。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，純組分、壓力為 、溫度為 25℃ （并非一定需要），反應(yīng)進(jìn)行時(shí)放出的熱量稱為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱。 01 , 29 8 2rKH H H H? ? ? ? ? ? ??對(duì)于簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程，假定位能與動(dòng)能忽略不計(jì)則： 式中 , 為進(jìn)反應(yīng)器物料在等壓變溫過(guò)程中的焓變和有相變時(shí)的焓變之和： 為出反應(yīng)器物料在等壓變溫過(guò)程中的焓變和有相變時(shí)的焓變之和： 1H? 2反應(yīng)過(guò)程的能量衡算 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ? 例 37 氨氧化反應(yīng)器的能量衡算氨氧化反應(yīng)式為： ? 4NH3(氣 )+5O2(氣 ) 4NO(氣 )+6H2O (氣 ) ? 此反應(yīng)在 25℃ 、 =?，F(xiàn)有25℃ 100mol NH3/h和 200mol O2/h連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng)，產(chǎn)物在 300℃ 呈氣態(tài)離開(kāi)反應(yīng)器。操作壓力為 ，計(jì)算反應(yīng)器應(yīng)輸入或輸出地?zé)崃俊? 反應(yīng)器 25℃ ,O2 200mol/h NH3 100mol/h 300℃ , O2 75mol/h H2O 150mol/h NO 100 mol/h Q/(kJ/h) 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 ? 解 由物料衡算得到的各組分的摩爾流量示于圖 37中。 ? 算焓時(shí)的基準(zhǔn)態(tài)： 25℃ ， NH3(氣 )， O2(氣 )， NO(氣 )， H2O (氣 )。 ? 因此進(jìn)口兩股物料的焓均為零。計(jì)算出口物料的焓： ? 由手冊(cè)查得 300℃ 時(shí) O2 與 H2O的值： 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 將計(jì)算出的焓值填入進(jìn)、出口焓表，見(jiàn)表 36 制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 表 36 氨氧化反應(yīng)器的能量衡算 物料 n進(jìn) H進(jìn) N出 H出 物料 n進(jìn) H進(jìn) N出 H出 NH3 100 0 NO 100 O2 200 0 75 H2O (氣 ) 150 0 100 ( ) 22615 /4AR rAnH k J h?? ? ?? ? ?已知氨的消耗量為 100mol/h，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 0rH?=，則反應(yīng)放出的熱量： 由此算出過(guò)程的 Δ H為 0 2261 5 635 .25 845 .3 1435 .5 01970 0 k /r i i i iH H n H n HJh? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????輸 出 輸 入 （ ）制藥工程設(shè)計(jì)課程 Design of Pharmaceutical Engineering 化學(xué)工程系化工與制藥教研室 演講完畢，謝謝觀看！
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