資源描述：
《第3章 物料衡算與能量衡算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、化學工程與工藝專業(yè)課程1化工廠設計的內容與程序化工設計2工藝流程設計3物料衡算和能量衡算4設備的工藝設計及化工設備圖任課教師：張建5車間布置設計內蒙古科技大學化學與化工學院6管道布置設計內蒙古科技大學化學與化工學院7非工藝專業(yè)基本知識第三章8工程設計概算物料衡算與能量衡算9畢業(yè)設計化工過程的物料衡算和能量衡算，是利用物理和化學的基本定律，對化工過程單元及化工過程單元系統(tǒng)的物料平衡與能量平衡進行定量的計算。通過計算，從中找出主副產品的生成量，廢物的排出量，確定原材料的消耗和定額，確定各物流的流量、組成和狀態(tài)，確定每一設備內物質轉換與能量傳
2、遞的速度。從而為確定操作方式、設備選型以及設備尺寸的確定、管路設施與公用工程的設計提供依據。內蒙古科技大學化學與化工學院內蒙古科技大學化學與化工學院第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算物料平衡形式一、連續(xù)過程的物料衡算總平衡式一般表示式為：*總質量平衡式總摩爾平衡式系統(tǒng)中積累=輸入–輸出+生成–消耗組分平衡式穩(wěn)態(tài)過程時組分質量平衡式輸入=輸出–生成+消耗組分摩爾平衡式無化學反應的穩(wěn)態(tài)過程元素原子平衡式輸入=輸出*元素原子質量平衡式*元素原子摩爾平衡式內蒙古科技大學化學與化工學院
3、內蒙古科技大學化學與化工學院第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算物料衡算的基本步驟關于基準⑴畫出流程示意圖⑴時間基準⑵列出已知數據連續(xù)（小時，天……）⑶列出由物料平衡所需求解的問題。間歇（釜，批……）⑷決定系統(tǒng)的邊界⑵質量基準⑸寫出主、副產品的化學反應方程式。kg，mol，kmol……⑹約束條件⑶體積基準m3（STP）⑺選擇計算基準⑷干濕基準⑻進行物料平衡計算干基（不含水），濕基（含水）⑼列出物料和能量平衡表，并進行校核例：100kg濕物料，其中含水10kg，⑽結論按濕基：含水
4、率為10%；若按干基：含水率為10/（100-10）×100%=11.11%內蒙古科技大學化學與化工學院內蒙古科技大學化學與化工學院第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算C3H8+5O2=3CO2+4H2O（2）基準：1kmol空氣每100kmol燃燒產物需要多少摩爾空氣？實際供氧0.21/1.25=0.168kmol；燃燒C3H30.21/（5×1.25）=0.0336kmol；（1）基準：1kmol原料氣C3H8燃燒用氧5kmol；供給空氣量1kmol；實際供氧5×1.25=
5、6.25kmol；其中氮氣量0.79kmol；供給空氣量29.76kmol；產生：CO0.101kmol；2其中氮氣量23.51kmolHO0.135kmol；2產生：CO23kmol；O0.042kmol；2H2O4kmol；N0.79kmol；2O21.25kmol；合計：1.068kmol；N223.51kmol；合計：31.76kmol；100100×29.76x==93.7kmolx==93.7kmol1.06831.76內蒙古科技大學化學與化工學院內蒙古科技大學化學與化工學院第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第
6、一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算（3）基準：100kmol煙道氣物料平衡計算的條件以元素平衡法：C3H8+5O2=3CO2+4H2O1.方程式C平衡3B=P；⑴物料平衡方程式H2平衡4B=Q；⑵物流約束式O2平衡0.21A=M+Q/2+P；構成物流各組分的分率之和等于1N2平衡0.79A=N；∑x=1j煙道氣總量N+M+P+Q=100；過剩氧氣0.21A（0.25/1.25）=M2.變量解出：空氣量A=93.7kmol；有Ns股物流，Nc個組分數，Np個設備參數C3H8B=3.148kmol；N2N=74.02kmol；總
7、變量數：Nv=Ns（Nc+1）+NpO2M=3.935kmol；設計變量CO2P=9.445kmol；H2OQ=12.59kmol。內蒙古科技大學化學與化工學院內蒙古科技大學化學與化工學院第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算⑴轉化率⑶收率反應物的反應量收率=轉化率×選擇性轉化率=反應物的進料量生成目的產物所消耗的反應物量=nA0?nA反應物的進料量x=AnA0(n?n)/cψ=βx=CC0An/a⑵選擇性A0⑷限制反應物生成目的產物所消耗的反應物量選擇性=×100%原料的反應量
8、⑸過量反應物(n?n)/cβ=CC0(n?n)/aA0A內蒙古科技大學化學與化工學院內蒙古科技大學化學與化工學院第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡算第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡第一節(jié)連續(xù)過程的物料衡無
