生产过程中的物料衡算.pptVIP

物料衡算 质量守恒定律是自然界的普通规律，物料的平衡与计算是这一规律在化工计算中的具体应用。 物料衡算的基本方法和步骤 一、物料衡算的基本概念及物料平衡方程式： 上图中的体系可以是一个换热器、一个反应器、一个车间或整个工厂 2、物料平衡方程式 　　物料衡算也可以用体系中某一组分建立物料平衡式，对于稳态连续过程，其表达式为： F＊Xf = P ＊Xp +W ＊Xw 例如：燃烧过程　　C　＋O2　＝CO2　只能对过程的C和O元素作物料衡算。 二、物料衡算的基本方法和步骤： * * 在工艺设计中，流程设计和物料衡算是最先开展的项目，在流程设计初步定型后，就需进行物料衡算来确定各种原料、中间产品及产物的数量。 根据物料衡算的结果，才能计算各个设备的尺寸和公用工程物料的需求量，从而完成流程设计的定量工作。 可以说物料衡算是能量衡算及其它工艺计算和设备计算的基础。 1、物料衡算的基本概念： 首先应了解体系与环境的概念 所谓体系是为了分析一个过程，人为划定一个过程的全部或一部分作为一个完整的研究对象，这个划定的区域就称为体系。 体系以外的区域称为环境。体系与环境之间的分界线则称为边界。 进行物料衡算时，对于过程的体系、环境及其边界可用图形或线条加以表示。如下图： 物料平衡是研究一个体系内质量流动及变化情况的，用数学表达式描述物料平衡关系则为物料平衡方程式： ∑ F = ∑ D + A 式中：F为体系进料量， D为体系出料量 A为体系中物料的积累量 这种物料平衡式是以物料总量的平衡建立的称为总物料平衡式。 式中：F为体系进料量；P，W为体系两个出料部位排出的量；　　　Xf, Xp, Xw分别为F，P，W中同一组分的物质的量的分数 　　在建立组分物料平衡方程式时，在同一个物流中各组分的物质的量的分数之和等于1。 　　即： ∑Xf I = 1 ∑XP I= 1 ∑Xw I= 1 上述组分平衡方程式是过程没有发生化学反应的情况，如有就不能用上式组分衡算式，只能对体系中某元素作物衡。 　　化工工艺流程是多种多样的，物料衡算的具体内容和计算方法相应地就有多种形式。有的计算过程十分简单，有的又十分复杂，建议采用下述方法进行，其步骤为： 　1、画出流程示意图： 　　将过程的物料名称、数量、组成及流向，待求的未知数等标明在图上，以便分析。 　2、写出主、副化学反应式： 　3、确定计算任务： 　4、收集数据资料：生产规模、产率、收率、生产时间、消耗定额、转化率、有关的物理化学常数等。 5.展开计算