生產(chǎn)過程中的物料衡算（課堂PPT）

1、1物料衡算 質(zhì)量守恒定律是自然界的普通規(guī)律，物料的平衡與計(jì)算是這一規(guī)律在化工計(jì)算中的具體應(yīng)用。 在工藝設(shè)計(jì)中，流程設(shè)計(jì)和物料衡算是最先開展的項(xiàng)目，在流程設(shè)計(jì)初步定型后，就需進(jìn)行物料衡算來確定各種原料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)物的數(shù)量。 根據(jù)物料衡算的結(jié)果，才能計(jì)算各個(gè)設(shè)備的尺寸和公用工程物料的需求量，從而完成流程設(shè)計(jì)的定量工作。 可以說物料衡算是能量衡算及其它工藝計(jì)算和設(shè)備計(jì)算的基礎(chǔ)。2物料衡算的基本方法和步驟一、物料衡算的基本概念及物料平衡方程式： 1、物料衡算的基本概念： 首先應(yīng)了解體系與環(huán)境的概念 所謂體系是為了分析一個(gè)過程，人為劃定一個(gè)過程的全部或一部分作為一個(gè)完整的研究對(duì)象，這個(gè)劃定的區(qū)域就稱為

2、體系。 體系以外的區(qū)域稱為環(huán)境。體系與環(huán)境之間的分界線則稱為邊界。 進(jìn)行物料衡算時(shí)，對(duì)于過程的體系、環(huán)境及其邊界可用圖形或線條加以表示。如下圖：3 上圖中的體系可以是一個(gè)換熱器、一個(gè)反應(yīng)器、一個(gè)車間或整個(gè)工廠2、物料平衡方程式 物料平衡是研究一個(gè)體系內(nèi)質(zhì)量流動(dòng)及變化情況的，用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述物料平衡關(guān)系則為物料平衡方程式： F = D + A式中：F為體系進(jìn)料量， D為體系出料量 A為體系中物料的積累量這種物料平衡式是以物料總量的平衡建立的稱為總物料平衡式。4物料衡算也可以用體系中某一組分建立物料平衡式，對(duì)于穩(wěn)態(tài)連續(xù)過程，其表達(dá)式為： FXf = P Xp +W Xw式中：F為體系進(jìn)料量；P，W

3、為體系兩個(gè)出料部位排出的量；Xf, Xp, Xw分別為F，P，W中同一組分的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)在建立組分物料平衡方程式時(shí)，在同一個(gè)物流中各組分的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)之和等于1。即： Xf I = 1 XP I= 1 Xw I= 1上述組分平衡方程式是過程沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況，如有就不能用上式組分衡算式，只能對(duì)體系中某元素作物衡。5例如：燃燒過程CO2CO2只能對(duì)過程的C和O元素作物料衡算。二、物料衡算的基本方法和步驟：化工工藝流程是多種多樣的，物料衡算的具體內(nèi)容和計(jì)算方法相應(yīng)地就有多種形式。有的計(jì)算過程十分簡(jiǎn)單，有的又十分復(fù)雜，建議采用下述方法進(jìn)行，其步驟為：1、畫出流程示意圖：將過程的物料名稱、數(shù)量、組成及流向，待求的未知數(shù)等標(biāo)明在圖上，以便分析。2、寫出主、副化學(xué)反應(yīng)式：3、確定計(jì)算任務(wù)：4、