最新化工设计-之--物料衡算和热量衡算课件ppt.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇

2、边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅化工设计-之--物料衡算和热量衡算1、

3、找出主、副产品的生成量、废物的排出量。2、确定原材料消耗定额。3、确定各物流的流量、组成和状态。4、确定每一个设备内物质转换与能量传递速度。物料衡算和能量衡算解决确定操作方式，设备选型以及设备尺寸，管路设施与公用工程。提供依据一、物料衡算的目的(1)确定原材料消耗定额，判断是否达到设计要求。(2)确定各设备的输入及输出的物流量，摩尔分率组成及其他组成的表示方法，并列表，在此基础上进行设备的选型及设计，并确定三废排放位置、数量及组成，有利于进一步提出三废治理的方法。(3)作为热量计算的依据。(4)根据计算结果绘出

4、物流图，可进行管路设计及材质选择，仪表及自控设计等。第一节物料衡算即：上式：即可对总物料，也可以对其中任一组分或元素列出。在下列情况下上式可简化为：①稳定操作过程（Fi－Fo）＋（Dp－Dr）＝W②系统内无化学反应的间歇操作：Fi－Fo＝W③系统内无化学反应的稳态操作过程：Fi－Fo＝0对于没有化学反应的过程，一般上列写各组分的衡算方程，只有涉及化学反应量，才列写出各元素的衡算方程。稳态过程（连续），体系内无物料积累。Fi—第i股物流物质的量流量；xij—第j组分在第i股物流中的摩尔分数；vjm—第j组分在第m

5、个化学反应中的化学计量系数;rm—第m个化学反应的反应速率；Nr—过程中所包含的化学反应个数。（三）、物料衡算基准物料衡算过程，必须选择计算基准，并在整个运算中保持一致。若基准选的好，可使计算变得简单。①时间基准（单位时间可取1d、1h或1s等等）。②批量基准③质量基准例如:可取某一基准物流的质量为100Kg为基准计算。④物质的量基准⑤标准体积基准（四）、物料衡算的基本程序1.收集计算需要的数据。(1)原料、辅料、中间产物及产品的规格。(2)过程中单位时间内的物流量。(3)有关消耗定额。(4)有关转化率、选择性

6、、单程收率。(5)有关物理化学常数。消耗定额是反映生产技术水平的一项重要经济指标，是进行物料衡算的基础数据之一。消耗定额是招生产每吨合格产品需要的原料、辅料及试剂等的消耗量。2.画物料流程简图先应该根据给定的条件画出流程简图。图中用简单的方框表示过程中的设备，用线条和箭头表示每个流股的途径和流向。表示每个流股的已知变量（如流量、组成）及单位。对一些未知的变量，可用符号表示。料浆滤饼90%固体F1=2000kg/h过滤机F3=？kg/h10%液体75%液体25%固体滤液F2=？kg/h1%固体99%液体过滤过程对

7、某反应系统，可画出物料衡算方框图如下：3.确定衡算体系（衡算范围）。物料衡算是研究某一个体系进、出物料量及组成的变化。进行物料衡算时，必须首先确定衡算的体系。体系：物料衡算的范围。它可以根据实际需要人为地选定。体系一个设备或几个设备，一个单元操作一套装置或一个系统整个化工过程。单元单元单元衡算计算范围示意图：边界线（BoundaryLine）围起来的区域构成衡算范围。1、流程中某一个单元设备；2、流程中某几个单元设备组合的子流程；3、整个流程。4.写出化学反应方程式(包括主反应和副反应)。5.选定合适的计算基准

8、，并在流程图上注明所选的基准值。计算标准从原则上说选择任何一种计算基准，都能得到正确的解答。但是，计算基准选择得恰当，可以使计算简化，避免错误。根据不同过程的特点，选择计算基准时，应该注意以下几点:（1）应选择已知变量数最多的流股作计算基准。（2）对液体或固体体系，常选取单位质量作基准。（3）对连续流动体系，用单位时间作计算基准有时较方便。（4）对于气体物料，如果环境条件（如温度、压力