海德能计算
第五章反渗透和纳滤系统的设计
反渗透和纳滤系统通常包含预处理设备、反渗透/纳滤设备和后处理设备。设置预处理部分的目的是调整原水的水质使其符合反渗透和纳滤系统的进水水质要求。后处理工序的目的有两个，一是调节反渗透和纳滤的产水成分使其符合使用目的，二是使浓水符合排放标准。
在设计反渗透和纳滤系统时，正确掌握原水水质和对产水的要求是最基本的要素。对各个装置的设计进行优化组合是保证系统的正常运行必不可少的重要环节。本章针对反渗透和纳滤系统的设计进行论述。
5.1 系统配置
5.1.1 概述
在反渗透和纳滤系统的设计中，（1）膜元件型号的选择；（2）水通量选择（单位膜面积的产水量，GFD或LMH）；以及（3）回收率，都是重要的事项。一般尽可能设计高的回收率，这样可以降低供给水的量，减少预处理的成本。但是，系统的回收率设计高时会有以下的不利因素需要考虑。
结垢的风险增大，需要添加阻垢剂；
产水的水质下降；
运行操作压力增高，泵和相关设备的费用增加。
产水量和回收率的设计一定要符合安全的标准。一般建议要有一定的设计弹性。使用美国海德能公司的膜元件时，请参看附录4美国海德能公司反渗透和纳滤膜元件设计导则。
系统的运行方式一般分为连续操作和批式操作两种。批式处理是指储存一定量的进水，一定期间内处理产水和浓水，一般在小规模的浓缩工程和水量小或连续供水不足的场合被采用。连续操作是设定一定的回收率和产水量，基本上以一定的操作压力进行连续地分离处理产水和浓水，大规模的反渗透和纳滤装置都采用连续过滤。
5.1.2 单元件系统
单元件系统是最小的反渗透或纳滤系统，虽然只包含一支膜元件，但是配套设备却很完整。因此熟悉了解单元件系统的结构和设计，对理解大系统的设计是十分有帮
助的。图5.1所示为一个单一膜元件的系统。控制适当的给水范围（最大给水流量和最小浓水流量），防止由于浓差极化所引起的水通量减少和膜污染非常重要。由于该系统仅采用一支膜元件，而设计要求单支40英寸长的膜元件浓水排放量与产水量比的最小值为5:1（约相当于18 %的回收率），因此单一膜元件系统很难达到较高的系统回收率。为了提高回收率，系统流出的浓水的一部分可以返回到给水处，如图
5.1中的第5点位置。采用部分浓水回流的方式可以增加回收率（一般可增加到50 %），但是由于有部分浓水返回到进水，会导致产水的水质下降。
图5.1 单元件系统部分浓水循环示意图
5.1.3 单段系统的排列
把单支膜元件并联起来排列就形成了单段式系统。单段系统中包含两个以上的膜元件。单段系统排列如图5.2。单段系统的排列和单元件系统的排列意义相同，系统的回收率一般在15 – 50 %之间。为了提高回收率，可以在每一个压力容器内串联更多的膜元件。表5.1中显示串连膜元件的数量和回收率之间的关系。
5.2 单段系统排列示意图
表5.1 膜元件串连的数量和最大回收率 膜元件串连数
量 1 2 3 4 5 6 回收率，% 16 29 38 46 53 59
5.1.4 多段系统的排列
当要求系统的回收率高于50 %时，可以采用多段系统。多段系统是指第一段的浓水作为第二段的进水，第二段的浓水作为第三段的进水，以此类推。每段的进水一部分变成产水，后一段的进水流量会减少，含盐量会升高，所以后段的膜元件数量要比上一段的膜元件数量少，以保证正常的进水流量。一般的排列方式是2:1或
4:2:1。通常，两段系统可以把回收率做到50 – 75 %，三段系统回收率做到75 – 90 %10。
图5.3 多段系统排列示意图
在多段系统中，浓水侧的渗透压力不断升高，有时会发生净驱动力（NDP ）不足的现象。造成前段产水和后段产水不均恒。这时有三个解决方法：
① 在每个段间加增压泵，以提高后段的驱动力；
10 系统的回收率还与给水水质以及给水温度有关，这里提到的回收率数据必须与给水水质和水温综合考虑，以免发生膜污染。
二段排列∶回收率50 – 75%
三段排列∶回收率75 – 90%
② 在第一、第二段产水侧设置节流阀门，如图5.4所示。通过增加产水背压的方式，降低前段产水量，保持整体有效压力（NDP ）的均衡。采用这个方法
时，系统停止运行时有可能造成背压（产水侧压力 > 进水侧压力）。在设计以及操作时必须谨慎处理；
③ 前后各段采用不同过滤阻力的膜元件。前段采用阻力大的膜元件，例如：
PROC10或CPA3-LD ，甚至SWC ?系列海水淡化膜元件，人为降低前段的产水量，后段采用阻力小的膜元件，例如：ESPA ?系列，以保证产水量。 图 5.4 多段系统示意图
5.1.5 多级系统
在一些应用中，单级反渗透的产水水质无法满足用水的要求，为了尽可能的降低产水含盐量，前一级反渗透的产水作为下一级反渗透的进水被称谓多级反渗透系统。设计多级反渗透系统时，根据产水水质的要求可以考虑第一级的产水全部进入第二级或部分进入第二级反渗透系统。如图5.5所示的海水淡化系统中，第一级中采用海水淡化反渗透膜元件SWC ?系列，后端高浓度的产水作为第二级低压型ESPA ?膜的进水，经过二级处理的产水和第一级前段低浓度的产水进行混合。第二级反渗透的浓水可以循环回第一级反渗透系统进水中。第二级反渗透浓水中的含盐量通常比第一级进水的含盐量还要低，所以将第二级浓水返回到第一级进水会降低进水含盐量，增加整体的回收率。这就是分裂式部分二级设计11（分裂式部分二级的设计依据和方法请参见第四部分第十章10.9）。
11 分裂式部分二级设计是美国海德能公司的专利，如需采用请联络美国海德能公司驻华代表机构。
进水
一段浓水 二段浓水 产水背压调节阀门
三段浓水
总产水
一级：SWC?
进水
产水一级低浓度一级高浓度产水
二级：ESPA?
浓水
图5.5双级海水淡化处理系统示意图
与第一级不同，在第二级反渗透系统的设计中，还应该注意以下几点：
选择大通量的超低压反渗透膜元件，如：ESPA2和ESPA2+；
第二级反渗透在设计时可以选择更高的水通量，一般一支8英寸的膜元件可以设计产水1.5 – 2.0 m3/h，即：40 – 54 LMH；
在第二级反渗透中，浓差极化指数（β）最高可以达到1.70；
第二级反渗透系统的排列最好接近3:1；
最好选择4 – 5芯的压力容器；
回收率应大于等于85 %，最好能达到90 %。
5.1.6 采用批式操作的浓缩循环系统
茶叶、果汁和制药等工业，常以浓缩为目的。在设计反渗透和纳滤系统时，要考虑处理量和处理时间问题。如图5.6所示，以浓缩为目的的系统，批式处理比连续处理要多。采用批式处理时，被处理液的浓水以一定的流量循环回原液槽中，循环一定时间后，原液中的浓度会上升，随着浓缩倍率的增大，渗透压也会显著的上升。所以要掌握压力的调整和膜污染的情况。设计时要考虑原液温度的控制、腐蚀以及清洗杀菌的方法等。
一段浓缩液
二段浓缩液
透过液循环
浓缩液
透过液
图5.6浓缩系统设计示意图
5.2 系统设计步骤
为了有效发挥反渗透系统的性能，需要准确了解给水水质、用水点对产水水质和水量的要求，参考预处理和后处理工艺，以达到设计上的最优化。下面讲述的反渗透系统设计建立在进水水质符合反渗透系统进水要求的前提下。
5.2.1 水源
掌握水源的种类和水质情况以及水质变动的情况。水源大致可分为地表水（河川、湖泊和水库），地下水（井水），废水（工业废水和市政污水）和海水（直接取水和打井取水）。
5.2.2 膜元件的选则
根据原水的含盐量、进水水质的情况和对产水水质的要求，一般将膜元件分为五大类。苦咸水脱盐、超低压、低污染、纳滤和海水淡化。如何选择膜元件请参见附录3膜元件的选择方法和依据。
5.2.3 平均水通量和回收率的确定
根据进水水质和对产水水质的不同要求，决定单位面积的产水通量J（单位：GFD或LMH）和回收率（Rec.）。产水通量可以参照美国海德能公司设计导则（请参见附录4）。回收率的设定要考虑原水中含有的难溶盐的析出极限值（溶度积请参见附录6）。通常，单位面积产水量J和回收率Rec.设计的过高，发生膜污染的可能性会大大增加，造成产水量下降，清洗膜系统的频率增多，维护系统正常运行的费用增加。所以，进行设计系统时，在能的条件下，希望采用有余量的产水通量和回收率。
5.2.4 理论膜元件数量
当确定了设计产水通量J 和产水量Q p 值时，所需理论膜元件数量N e 可以按公式（5.1）计算。
S J Q
N P
e ×= （5.1）
式中：Q p —— 产水量，m 3/h ；
J —— 单位面积产水通量，LMH ；
S —— 膜元件面积，m 2；
N e —— 理论膜元件数，支。
5.2.5 压力容器的数量
决定了每支压力容器可装填膜元件的数量（V e ）后，通过膜元件的数量N e 除以V e 就可以得到所需压力容器的数量（N v ）。
e
e
v V N N = （5.2）
5.2.6 膜元件的排列——理论段数
根据设计的回收率按前节中介绍的内容（请参见5.1.3和5.1.4）设定理论段数和每段的压力容器排列。通常反渗透系统排列方式以2:1的近似比例为多。让我们通过下面的例子来熟悉一下计算的方式。
例：产水水量为100 m 3/h ，设计通量为22 LMH ，膜元件面积为37.2 m 2，问需要如何排列反渗透系统。
解：按公式（5.1）计算理论膜元件数量 理论膜元件数量，1232.12237.2 2210 1003
?=××=e N
压力容器数量（按标准6芯装膜壳计算），215.206123
v ?==N
各段压力容器的数的决定，反渗透系统以2:1方式排列时，71221
=+，膜元
件以14:7的方式排列。每个压力容器6支8英寸膜元件，总数量为126支。
若反渗透系统以4:2:1方式排列，则312421
=++，取整则可以排列为
12:6:3，每个压力容器6支8英寸膜元件，总数量为126支。
以上的初步计算结果可以输入设计软件IMSDesign ?进行验证和评估。
5.2.7 系统的优化
根据设定的单位面积产水通量、回收率、水温变动范围、研究讨论膜组件的排列方式，设计计算压力、流量。这时使用美国海德能公司提供的反渗透设计软件IMSDesign ?可以很方便的帮助客户完成这个任务。
5.2.8 系统的性能
5.2.8.1压力和渗透压在系统中的变化
原水通过高压泵加进入膜系统，会有压力损失，进水操作压力P f 随着水流的方向不断降低。同时原水透过膜元件不断有产水产出，进水被浓缩，原水浓度不断升高，产水侧的渗透压不断增大，净驱动力（NDP ）降低。 024681012
14Ⅰー1Ⅰー2Ⅰー3Ⅰー4Ⅰー5Ⅰー6Ⅱー１Ⅱー２Ⅱー３Ⅱー４Ⅱー５Ⅱー６
El em ent posi t i on i n vessel
O p e r a t i o n
p
r e s s u r e [b a 0
24681012
O
s
m
o
t i
c
p r
e s
s
u
r e
[
b
a
Feed P r essur e O sm ot i c P r essur e
N D P N D P
图5.7膜元件在压力容器中的位置与进水操作压力和渗透压的变化示意图
5.2.8.2 产水流量和产水水质在系统中的变化
压力容器中的每支膜元件的性能由于所在位置的不同变化很大。如图5.8显示两段排列每支压力容器装有6支膜元件的情况，压力容器中膜元件的位置与产水量和产水水质变化的示意图。原水进入膜系统，原水透过膜元件不断有产水产出。进水被浓缩，原水浓度不断升高、渗透压增大、有效压力降低，膜元件的产水量沿着进水侧到浓水侧的顺序变小。由于原水浓度升高，产水中含盐的浓度也随之升高。
操作压力，b a r
渗透压，b a r 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 膜元件在压力容器中的位置
图5.8 膜元件在压力容器中的位置与产水量和产水水质的相关示意图
5.2.8.3 回收率和进水流量的变化
膜元件的位置与进水流量和回收率的变化的示意图显示在图5.9中。前一支膜元件的浓水作为下一支膜元件的进水，水量不断减少，回收率不断增加，设计计算时一定要注意每段最后一支膜元件的回收率不要超过规定回收率的极限值和不要低于最小浓水流量。
图5.9 膜元件在压力容器中的位置与原水流量和回收率的相关示意图
5.3 美国海德能公司反渗透和纳滤膜元件设计指南
在使用美国海德能公司的膜元件设计反渗透系统时，一般应遵循以下建议的简明导则，如需要在超过本导则规定的情况下设计和使用时，请与美国海德能公司驻华代表机构联络以便提供特殊性建议。具体产品的详细设计导请参看附录4。 024681012Ⅰー1Ⅰー2Ⅰー3Ⅰー4Ⅰー5Ⅰー6Ⅱー１Ⅱー２Ⅱー３Ⅱー４Ⅱー５Ⅱー６
El em ent posi t i on i n vessel
F
e e d
f l o w r a t e [m 3/0.0
0.0
0.0
0.10.10.10.10.10.2
0.2
R
e c
o
v
e
r
y
[
%
Feed flow rate
Recovery 050100150200250300Ⅰー1Ⅰー2Ⅰー3Ⅰー4Ⅰー5Ⅰー6Ⅱー１Ⅱー２Ⅱー３Ⅱー４Ⅱー５Ⅱー６
Elem en t p osition in vessel
S a l
i n i t y , m g /L T D 0.00.20.40.60.81.01.2
P
e
r
m
e
a t
e
f
l
o
w
r
a
t
e
[
m
3
/Perm eate flow rate in d ivid ual elem ent TD S Com b in ed Perm eate TD S
表5.2 系统设计部分参数以及允许值12 原水水源 RO 产水 地下水
（软化） 地表水 （MF/UF ） 深井海水 （MF/UF ） 表面海水 （传统） 废水
（MF/UF ）
SDI 15 1 2 2 3 4 2 浊度 0.1 TOC ，mg/L as C 2 2 2 2 2 5 BOD ，mg/L as O 2 4 4 4 4 4 10 COD ，mg/L as O 2 6 6 6 6 6 15 进水参数极限 进水温度，℃ 0.1 – 45
系统平均产水通量
GFD/LHM 21/35.7 16/27.2 16/27.2 10/17 8/13.6 11/18.7 首支膜最大产水通量
GFD/LHM 30/51 27/45.9 21/35.7 24/40.8 20/34 16/27.2 产水通量难衰减率，% 5 7 7 7 7 12 产水脱盐率年增加率，% 5 10 10 10 10 10 单支膜最大β値 1.40 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 4" 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 单只压力容器 最大进水流量，m 3/h 8" 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0 4" 0.45 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 单只压力容器 最低浓水流量，m 3/h 8" 1.82 2.73 2.73 2.73 2.73 2.73 膜元件最大压力损失，MPa 每支40英寸长的膜元件为0.07
表5.3 浓水中难溶盐的饱和极限表 表5.4 饱和指数极限值
5.4 系统设计软件IMSDesign ?的使用方法
美国海德能公司提供的系统设计软件IMSDesign ?是建立在Windows ?操作系统下的13，用来帮助和预测设定系统性能的合理性，通过使用本软件用户可以得到系统性能，动力消耗和运行成本等技术信息。用户可以从美国海德能公司网站添写一些简单的用户信息，免费下载IMSDesign ?。以下对使用本软件的方法做简单的介绍。
5.4.1 使用说明
①使用Windows ?操作系统的计算机用户可以从美国海德能公司的网站下载该软件（https://www.wendangku.net/doc/352325621.html, 或https://www.wendangku.net/doc/352325621.html, ）。
12 这里只列出部分设计参数，全部的设计依据请参见附录4。
13 Windows ?是美国微软公司Microsoft ?的注册商标。
难溶盐 饱和值 % CaSO 4 230 SrSO 4 800 BaSO 4 6 000 SiO 2 100 LSI 或SDSI 值 条件
< – 0.2 不添加阻垢剂
– 0.2 添加六聚磷酸钠
+ 0.5 – + 1.8 添加有机阻垢剂
> 1.8 加酸使pH 值小于1.8后再添加阻垢
剂
②下载后的文件具有msi 扩展名，可以直接在Windows 系统中安装。
③安装后双击在桌面形成的图标会显示以下界面。
美国海德能公司目前已经提供具有五种语言的版本，包括：英语、中文、西班牙语、葡萄牙语和日语。在这个界面请用选择您需要的语言，然后点击确定。一下的演示和介绍将采用中文版。
④ 选择中文后，会出现以下欢迎界面。
点击IMSDesign ?
进入下载页面
⑤在这个欢迎界面中点击菜单栏的文件菜单，可以看到以下命令：设置
⑥请您单击设置按钮，您会看到一个新弹出的窗口。
在这个窗口中，您可以改变初始默认的单位为英制或公制，建议选择Metric（公制），在授权方和设计者中可以随意输入供识别的文字信息，更改后请不要忘记点击“保存设置”按钮，然后再点击“确定”按钮退出该界面，返回欢迎界面。
⑦在欢迎界面中选择点击“设计RO”按钮，就会进入设计步骤，最先出现的是水质输入界面，在这里您可以开始一个新的设计，也可以打开一个已经保存过的水质重新进行设计或更改。
需要输入项目名称和编号、选择进水种类、输入pH值、温度、SDI、浊度和总铁。然后输入每个已知离子的浓度。当阴离子和阳离子当量浓度平衡失调时会显示红色警告栏，这时点击“自动平衡”会自动调节阴、阳离子的平衡。
⑧点击“RO设计”菜单，会显示以下所示的反渗透设计界面。需要先输入回收率和产水量，才能进行膜元件的选择和段数、级数的设定。进行系统设计排列时，段数的决定方法请参见第三部分第五章5.1和5.2。膜元件的选择取决于水源的种类和用户对产水的要求（膜元件的选择请参见附录3）。最后，输入每个压力容器中膜元件的数量和压力容器数量。
⑨ 点击“运行”按钮，会显示下面的计算结果界面。当输入的条件和参数不符合要求时，系统参数栏会提供棕色或红色警告信息。表5.5中列出常见错误信息的原因和纠正方法。
表5.5 常见的错误信息的原因和纠正方法 设计参数 错误原因 纠正方法
平均水通量 超过正常设计范围 增加膜元件数量
单支压力容器进水流量 超过正常进水流量范围 增加排列数量
单支压力容器浓水流量 低于最小浓水流量 减少排列数量
进水压力 进水压力过高 增加膜元件数量
浓差极化因子β值 一级超过1.20或二级超过1.70 调整排列方式
难溶解性盐含量 难溶解性盐含量超过溶解度饱和极限制 降低回收率或添加阻垢剂
LSI 或SDSI 超过极限值有结垢的危险 加酸调节pH 值或添加阻垢剂
用户可以通过反复运算，直到完成优化组合。可以增加产水背压、增压泵和浓水循环等方法来改变系统性能。
需要投加
阻垢剂的
警告信息
点击“流程图”按钮还可以打开系统流程同时显示系统各个不同位置的运行参数。
当在界面选中“自动显示”复选框时，点击“运行”按钮还会同时弹出可打印的报告。
5.4.2 设计软件的其他附加功能
这部分功能包括：产水的后处理、能耗的计算、制水成本的估算、以及不同运行参数的变化对计算结果的影响曲线。这些辅助功能能够帮助用户获取更多的有帮助的信息。
5.5 系统构成的要素
5.5.1 高压泵
为了维持产水量、控制操作压力不超过允许极限值，就必须控制高压泵的出口压力。以下显示美国海德能公司的膜元件允许最大操作压力。ESPA?、CPA、PROC10和LFC?系列膜元件：4.14MPa；SWC?系列：8.27MPa，以下对使用的离心泵和高压柱塞泵的异同以及使用时的注意点作简要说明。
①离心泵
离心泵适用于要求较低压力和较高流量的系统。2.0 MPa以下的低操作压力反渗透系统一般采用高压泵。使用具有恒转速电机的泵时，常在泵的出口管线上设置节流阀控制出口的流量和压力。对于进水温度变化显著的反渗透和纳滤系统，建议使用可变频调节电机转速的泵，以减少不必要的能量消耗。但是变频泵的价格要高一些。
②高压柱塞泵
高压柱塞泵的的动作原理是依靠固体壁的移动挤压方式，适用于需要高压力、小流量的系统。5.0 MPa左右的海水淡化系统常采用这种类型的泵。由于柱塞泵的吐出压力过高，不能使用节流阀控制柱塞泵出口的流量和压力。压力和流量的调节依靠泵出口处设置的背压防止阀。一般柱塞泵自身设有背压防止阀，但是泵自身的防止阀按泵本身的压力设定的，一般要远远高于膜元件允许的最高压力。在泵的出口处安装安全泄压阀以防止过剩压力冲击反渗透膜。此外，如果泵本身没有安装压力缓冲装置，应该在出口处安装缓冲装置降低压力脉冲。
5.5.2 管路要求
①材质和强度
管路要求选择耐腐蚀性强，可以承受阀门关闭时系统压力的材料。管路的设计压力 > 阀门关闭时压系统压力 > 操作压力。一般的低压反渗透系统使用SUS 304以上规格的不锈钢。产水等低压管路一般使用PVC材质。
②管径
管路的直径大小的选择一定要避免在系统流量范围内产生过大压力损失。尤其是产水的管路直径大小更重要，产水管路过细，容易产生产水背压损坏膜元件。流量和最大流速与管路内径的关系列于表5.6。
表5.6流量和最大流速与管路内径的关系
流量，GPM 管路内径，英寸最大线速度，m/s
0 – 4 1/2 1.98
4 – 10 3/4 2.19
10 – 20 1 2.50
20 – 50 1 – 1/2 2.77
50 – 100 2 3.11
100 – 175 2 – 1/2 3.47
175 – 300 3 4.15
5.5.3 水箱
为了防止水在水箱中有积留现象，要考虑水箱入口和出口的位置。小型水箱，不用考虑强度问题，可以使用聚乙烯（PE）和玻璃钢（FRP）等耐腐蚀的塑料材质。水箱设置在室外时，有必要考虑水箱内微生物滋生等二次污染问题，建议选用遮光材质。大型水箱，必须考虑强度问题，一般选用金属材质。
5.5.4 传感器
为了保护反渗透系统以及膜元件，通常采用各种类型的传感器。比如：
给水箱液位传感器：为了防止给水泵空转。给水水箱要设置液位计量开关，当液面过低时，给水泵会自动停止。
压力传感器：防止异常高压对膜元件的伤害。设置压力传感器，当进水压力过高时高压泵停止工作。
pH值传感器：为了防止结垢，设置进水pH值传感器。
5.5.5 药剂
5.5.5.1 药剂注入点
药剂注入点的位置一般选在泵的入口等混合效果较好的地方。需投加多种药剂时，注入点间隔最小应在一米以上。为了加强药剂的混合，可以设置混合器。
5.5.5.2 药剂使用的注意事项
①亚硫酸氢钠（SBS）
当系统既注入酸，也注入SBS时，SBS的注入点应该位于加酸点之后。这是因为如果在加入SBS后加入酸，会产生亚硫酸气体。
一般市面上购卖的SBS的浓度约为35 %。冬天时，SBS会析出结晶。低温度时需要用水稀释后再使用。表5.7标明了不同温度时的稀释倍数。
表5.7 SBS水溶液温度和浓度的关系
SBS水溶液温度，℃ SBS水溶液浓度，%
0 – 5 10，或稀释4倍
5 – 10 20，或稀释2倍
> 10 35，原液
② 次氯酸钠（NaClO）
预处理中使用NaClO时一定要注意防止余氯进入反渗透和纳滤系统。若发现给水中残留有余氯，则必须用SBS还原。SBS的加入量应该是余氯残留量的1.8 – 3倍，以保证充分还原余氯。
酸性条件下使用NaClO可能会有氯气产生。
NaClO + 2 HCl → NaCl + H2O + Cl2↑
温度不同时，NaClO的分解速度也会有变化，在储藏NaClO时要注意。
表5.8有效浓度12 %的NaClO的浓度随时间的变化
保管温度，℃保管期以及浓度变化
5 1年后，下降到11 %
19 – 29 150天后，下降到5 %
40 30天后，下降到6.5 %
5.5.6 计量仪表
压力表：进水、段间、浓水、产水侧分别配置压力表；
流量计：产水和浓水处设置流量计，可以计算进水流量（进水 = 浓水 + 产水）；
温度计：进出压力容器入口处设置；
进水pH计；
进水电导仪；
进水ORP表（氧化——还原电位表）。
高中化学守恒法计算
守恒法在化学计算中的应用 例1.取1.6 g钙线试样（主要成分为金属Fe和Ca，并含有质量分数为3.5% 的CaO），与水充分反应，生成224 mL H2（标准状况），在向溶液中通入适量的CO2，最多能得到CaCO3g。（相对原子质量Ca 40，O 16，C 12） （1）求例1中通入CO2在标准状况下的体积（不考虑CO2与水反应以及在水中的溶解）。 （2）若向例1的溶液中通入足量的CO2，求所得Ca（HCO3）2溶液的浓度（假设溶液的体积为0.1L）。 练习1.将铁和三氧化二铁的混合物2.72 g，加入50 mL 1.6 mol/L的盐酸中，恰好完全反应，滴入KSCN溶液后不显红色，若忽略溶液体积的变化，则在所得溶液中Fe2+的物质的量浓度为() A.0.2 mol/L B.0.4 mol/L C.0.8 mol/L D.1.6 mol/L （相对原子质量Fe 56，O 16） 例2锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为() A．2mol B．1mol C．0.5 mol D．0.25 mol 练习2.物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是() A. 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5
例3把500mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等分，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀：另取一份加入b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀，则该混合溶液中钾离子浓度为() A.0.1(b-2a)mol·L-1 B.10(2a-b) mol·L-1 C.10(b-a) mol·L-1 D.10(b-2a) mol·L-1 练习3在aLAl2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合物溶液中加入b molBaCl2，恰好使溶液中的SO42-离子完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到 c molNH3气，则原溶液中的Al3+离子浓度(mol/L)为() A．B．C．D．
高中化学常见计算方法及练习：守恒法
守恒法 在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒（含原子守恒、元素守恒）、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。 a. 质量守恒 1 . 有0.4g铁的氧化物，用足量的CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为（） A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5 2.将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol?L―1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入0.56L（标况）氯气时，恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+，则该混合物中铁元素的质量分数为（） A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6% b. 电荷守恒法 3.将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉收集到1.68L H2（标准状况），同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为（） A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L 4. 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁，将燃烧后的产物全部溶解在50mL 1.8
化学计算守恒法
中学生化学竞赛专题讲座：守恒法在化学计算中的应用 化学计算中一种十分常用的方法——守恒法。这种方法在使用过程中不需要了解过多的中间过程，避免了繁杂的分析和多重化学反应，具有思路简单，关系明确，计算快捷的特点。 一、守恒法的基本题型和解题依据 1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。 2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒关系。因而有电量守恒（又称电子得失守恒）及化合价守恒。 3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒 二、例题应用指导 （一）质量守恒： 在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。
例1.在臭氧发生器中装入100mlO2，经反应3O2=2O3，最后气体体积变为95ml（体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少 【分析】根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100mlO2的质量。则反应后混合气体的密度为： d=（·mol－1×32g·mol－1）/=L 例2、将足量的金属钠投入到100gt°C的水中，恰好得到t°C时NaOH饱和溶液111g，则t°C时NaOH的溶解度为____克。 [分析解答]：由于2Na+2H2O=NaOH+H2所以，反应前总质量为,反应后总质量为若设Na的物质的量为xmol，则= xmol.据质量守恒定律有：23x+100=111+x×2，得x= ∴=×40g/mol=20g (二)原子守恒： 在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。 例3.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水%，%，KOH90%，若将此样品1g加入到的1mol·L－1盐酸中，过量的酸再用·L－1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克
(完整版)守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题
守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题 一. 原子守恒法 例1.38.4gCu与适量浓反应，当铜全部作用后，共收集到标准状况下的气体22.4L（不考虑转化为），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（） A. B. C. D. 解析：在Cu与的反应中，起氧化剂和酸两种作用。因收集到的气体可能是和的混合气体，由N原子守恒知： 所以有： 答案为C。 二. 电子守恒法 例2. 铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生的气体和的气体（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（） A. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g
解析：分析题意可知，最后生成的沉淀为与的混合物，其质量等于合金的质量与所结合的的质量之和。又铜、镁与硝酸反应生成+2价的阳离子，由电子守恒得。代入有关数据可得，所以结合的的物质的量为 ，故 。 答案为B。 例3. 14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与（标准状况）混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为（） A. 1.4g B. 2.4g C. 3.2g D. 6.4g 解析：因硝酸的浓度未知，故根据方程式计算有困难。分析反应的整个流程知，失电子数等于转化为氮的氧化物的过程中得到的电子数，氮的氧化物失电子数等于得到的电子数，故失电子总数等于得到的电子数。 设，根据质量守恒和电子得失守恒可列式： 解得： 所以 答案为C。
三. 电荷守恒法 例4. 3.2g铜与过量的浓硝酸（）充分反应，硝酸的还原产物 有NO和，反应后溶液中的，则此时溶液中所含物质的量为（） A. B. C. D. 解析：本题用常规法较繁。分析题意知：反应后的溶液中含有的离子有： ，应用电荷守恒： 即 所以 答案为B。 金属与硝酸反应的过程中，金属失去的电子数一定等于硝酸还原为氮的氧化物时获得的电子数。灵活运用这一电子守恒法，往往能使复杂问题简单化，对于快速、准确地解决这一类题型有很大帮助。 例1 足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（） A．60mL B．45mL C．30mL D．15mL 解析：本题包含三个反应过程：①Cu+HNO3→Cu2++混合气体(NO2、N2O4、NO)；②混合气体(NO2、N2O4、NO)+O2+H2O→HNO3；③Cu2++2OH-＝Cu(OH)2↓。根据电子守恒，在反应①中Cu失去电子的物质的量与反应②中O2获得电子的物质的量相等，即2n(Cu2+)＝4n(O2)，得：
美国海德能反渗透膜国内一级代理商
在国内反渗透膜市场，海德能公司（Hydranautics）生产的反渗透膜在市场上深受用户喜爱，特别是在工业水处理领域市场销量及用户评价一直很高。 深圳蓝膜水处理技术有限公司（滤膜事业部）专业从事水处理行业核心配件的供应，与美国海德能公司的膜事业部已建立长期稳健的合作关系，是美国海德能公司品牌分离膜产品的中国特许经销商，年销售额超两千万人民币，是美国海德能公司在大中华区的膜产品经销商。 2018年开始，深圳市蓝膜水处理技术有限公司（膜产品事业部）是美国海德能公司膜产品中国经销商，已累计销售美国海德能膜产品超过5万支，建立了覆盖全国的销售网络，服务客户超过500家。蓝膜公司膜事业部以客户为中心、根据客户需求，销售进口膜产品，同时建立了完善的仓储物流网络，在深圳和上海设有两个仓库，常年备货3000多支，存货超过上千万元，为用户提供快捷安全的配送服务。 膜产品的销售没有中间环节，性价比最高，公司与美国海德能公司中国各代表处紧密合作，在全国范围内为用户提供完善、及时的技术咨询和售后服务，使客户放心购买，用户安心使用。 美国海德能公司（HYDRANAUTICS）创立于1963年，总部位于美国加利福尼亚州0ceanside 市。1987年并入日本日东电工集团，是日本日东电工株式会社在美国的全资子公司之一。日东电工（NITTO DENKO）株式会社是一家专业生产各种高分子材料的跨国公司，在世界各地设有一百多家子公司，其中在中国设有17家子公司及分支机构，在华员工5000多人。
据2005年2月28日《日经新闻》，2004年日本优秀企业调查（PRISM），日东电工综合竞争力排名第五位（2003年PRISM排名第十一位）。 海德能公司自1970年进入反渗透水处理领域以来，一贯坚持追求先进的生产技术，最高的产品质量和完善的客户服务。经过三十五年的不懈努力，己成为在世界上分离膜制造业中最著名、产品规格及品种最多、生产规模最大的卷式反渗透膜生产厂商之一，也是美国最早通过ISO-9001国际认证的反渗透膜生产商。 海德能公司在美国、日本、意大利和中国上海拥有四个制造工厂，可以最迅捷的方式向客户提供种类繁多、同样品牌、同样质量的分离膜产品。在美国和日本设有的两个研发中心夜以继日地研究新理论、开发新技术、源源不断地向世界推出新产品。 美国海德能反渗透膜产品特点： ESPA膜一—即Energy Saving Poly Amide的英文缩写，是美国海德能公司在世界上率先推出的节能型超低压复合膜，它具有超低的运行压力（较常规低压复合膜的运行压力降低了25~40%）；更高的水通量（在大通量时有着与其它复合膜相同的高脱盐率）；更宽的水质适用范围和压力适应范围等优点。 ESPA膜为水泵、压力容器、管道、阀门等配套设备的选择提供了更大的空间，使用功率更小的电机即可满足工作的需要。同时，ESPA膜的高水通量、高脱盐率的特性，使我们在设计中仅用数量较少的膜元件即可得到期望产水量，这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低，并且可大量地节省能源，降低了系统的运行费用，使反渗透系统更加容易推广和被接受。 美国海德能反渗透膜产品系列：
高中化学守恒法解计算题(1)
守恒法解题 守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细微末节，直接抓住其中的特有守恒关系，快速建立计算式，巧妙地解答题目。物质在参加反应时，化合价升降的总数，反应物和生成物的总质量，各物质中所含的每一种原子的总数，各种微粒所带的电荷总和等等，都必须守恒。所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据，守恒法往往穿插在其它方法中同时使用，是各种解题方法的基础，利用守恒法可以很快建立等量关系，达到速算效果。 质量守恒 质量守恒是根据化学反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等的原理，进行计算或推断。主要包括：反应物总质量与生成物总质量守恒；反应中某元素的质量守恒；结晶过程中溶质总质量守恒；可逆反应中反 应过程总质量守恒。 例1、在反应X+2Y=R+2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22：9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR， 则在此反应中Y和M的质量比为（） （A）16：9 （B）23：9 （C）32：9 （D）46：9 例2、1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（） （A）96倍（B）48倍（C）12倍（D）32倍 练习：1、将100℃的硫酸铜饱和溶液200克蒸发掉50克水后再冷却到0℃时，问能析出胆矾多少克？若在100℃硫酸铜饱和溶液200克里加入16克无水硫酸铜，应有多少克胆矾析出？（硫酸铜溶液度100℃时为75．4克。 0℃时为14．3克）（130．48克4．34克） 2、在一定条件下，气体A可分解为气体B和气体C ，其分解方程式为2A====B+3C 。若已知所得B和C混合 气体对H2的相对密度为42．5。求气体A的相对分子量。（17） 3、为了确定亚硫酸钠试剂部分氧化后的纯度，称取亚硫酸钠4g置于质量为30g的烧杯中，加入6mol/L盐酸18mL(密度为1.1 g／cm3)，反应完毕后，再加2mL盐酸，无气体产生，此时烧杯及内盛物物质为54.4g，则该 亚硫酸钠试剂的纯度为百分之几？ 4、向KI溶液中滴入AgNO3溶液直至完全反应，过滤后滤液的质量恰好与原溶液质量相等，则AgNO3溶液中溶 质的质量分数为多少？ 物质的量守恒 物质的量守恒是根据反应前后某一物质的量不变的原理进行推导和计算的方法。这种方法可以应用在多步反应中的计算。可简化计算过程，减少数学计算，一步得出结果。 例1、300mL某浓度的NaOH溶液中含有60g溶质，现欲配制1mol/LNaOH溶液，应取原溶液与蒸馏水的体积比 约为( ) (A)1∶4(B)1∶5(C)2∶1(D)2∶3 例2、有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3%，取1克该样品投入25毫升2摩／升的盐酸中后，多余的盐酸用1.0摩／升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和，蒸发中和后的溶液 可得到固体： （A）1克（B）3.725克（C）0.797克（D）2.836克 练习：1、用1L10mol／LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO3２－和HCO3－的物质的量浓度之比是（）（Ａ）１∶３（Ｂ）２∶１（Ｃ）２∶３（Ｄ）３∶２ 2、今有100mLCu(NO3)2与AgNO3的混合溶液，其中NO3-的浓度为4mol/L，加入一定量的锌粉后，产生沉淀，经过滤、干燥后称量，沉淀物的质量为24.8g,将此沉淀物置于稀盐酸中,无气体逸出。向前述过滤后得到的滤液中先滴入BaCl2溶液，无明显现象，后加入过量的NaOH溶液，有沉淀物析出。滤出此沉淀物，并将其灼烧至 恒重，最后得4g灼烧物。求所加锌粉的质量。 三、元素守恒 元素守恒，即化学反应前后各元素的种类不变，各元素的原子个数不变，其物质的量、质量也不变。元素守恒包括原子守恒和离子守恒: 原子守恒法是依据反应前后原子的种类及个数都不变的原理，进行推导或计算
机械机电毕业设计_液压系统设计计算实例
液压系统设计计算实例 ——250克塑料注射祝液压系统设计计算 大型塑料注射机目前都是全液压控制。其基本工作原理是：粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时，因螺杆外装有电加热器，而将料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中，经一定时间的保压冷却后，开模将成型的塑科制品顶出，便完成了一个动作循环。 现以250克塑料注射机为例，进行液压系统设计计算。 塑料注射机的工作循环为： 合模→注射→保压→冷却→开模→顶出 │→螺杆预塑进料 其中合模的动作又分为：快速合模、慢速合模、锁模。锁模的时间较长，直到开模前这段时间都是锁模阶段。 1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数 1.1对液压系统的要求 ⑴合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击； ⑵当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔； ⑶预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力； ⑷为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。 1.2液压系统设计参数 250克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径40mm 螺杆行程200mm 最大注射压力153MPa 螺杆驱动功率5kW 螺杆转速60r/min 注射座行程230mm 注射座最大推力27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力49kN 动模板最大行程350mm 快速闭模速度0.1m/s 慢速闭模速度0.02m/s 快速开模速度0.13m/s 慢速开模速度0.03m/s 注射速度0.07m/s 注射座前进速度0.06m/s 注射座后移速度0.08m/s 2.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 2.1各液压缸的载荷力计算 ⑴合模缸的载荷力 合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯
化学计算守恒法
中学生化学竞赛专题讲座：守恒法在化学计算中的应用化学计算中一种十分常用的方法一一守恒法。这种方法在使用过程中不需要了解过多的中间过程，避免了繁杂的分析和多重化学反应，具有思路简单，关系明确，计算快捷的特点。 一、守恒法的基本题型和解题依据 1、参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物的质量总和，这个规律叫质量守恒定律。其本质是：化学反应前后，各元素的原子的种类，数目没有改变。所以，在一切化学反应中都存在着质量守恒、原子个数守恒。 2、氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。由于物质间得失电子数相等，所以，在有化合价升降的元素间存在化合价升降总数相等的守恒关系。因而有电量守恒（又称电子得失守恒）及化合价守恒。 3、由于物质是电中性的，因而在化合物和电解质溶液中，阴阳离子所带电荷数相等，存在电荷守恒 二、例题应用指导 （一）质量守恒： 在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。 例1.在臭氧发生器中装入100mlO 2，经反应302=2 03,最后气体体积变为95ml （体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少？ 【分析】根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100ml 0 2的质量。则反应后混合气体的密度为： d= （0.1 L /22.4 L mol：1為2g mo「1）/0.095 L =1.5 g/L 例2、将足量的金属钠投入到100gt °的水中，恰好得到t °时NaOH饱和溶液111g,则t ° 时NaOH的溶解度为 _____ 克。 ［分析解答］:由于2Na+2H2O=NaOH+H 2 所以，反应前总质量为 反应后总质量为
高中化学常见化学计算方法
常见化学计算方法 主要有：差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、等量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法（略）、对称法（略）。 一、差量法 在一定量溶剂的饱和溶液中，由于温度改变（升高或降低），使溶质的溶解度发生变化，从而造成溶质（或饱和溶液）质量的差量；每个物质均有固定的化学组成，任意两个物质的物理量之间均存在差量；同样，在一个封闭体系中进行的化学反应，尽管反应前后质量守恒，但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化，形成差量。差量法就是根据这些差量值，列出比例式来求解的一种化学计算方法。该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式： a b c d a c b d == --或c a d b --。差量法是简化化学计算的一种主要手段，在中学阶段运用相当普遍。常见的类型有：溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。在运用时要注意物质的状态相相同，差量物质的物 理量单位要一致。 1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g ，加热至质量不再变化时，称得固体质量为1 2.5g 。求混合物中碳酸钠的质量分数。 2.实验室用冷却结晶法提纯KNO 3，先在100℃时将KNO 3配成饱和溶液，再冷却到30℃，析出KNO 3。现欲制备500g 较纯的KNO 3，问在100℃时应将多少克KNO 3溶解于多少克水中。（KNO 3的溶解度100℃时为246g ，30℃时为46g ） 3.某金属元素R 的氧化物相对分子质量为m ，相同价态氯化物的相对分子质量为n ，则金属元素R 的化合价为多少？ 4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中，反应结束后所得各溶液的质量相等，则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为（ ） （A ）Al ＞Mg ＞Fe （B ）Fe ＞Mg ＞Al （C ）Mg ＞Al ＞Fe （D ）Mg=Fe=Al 5.取Na 2CO 3和NaHCO 3混和物9.5g ，先加水配成稀溶液，然后向该溶液中加9.6g 碱石灰（成分是CaO 和NaOH ），充分反应后，使Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化为CaCO 3沉淀。再将反应容器内水分蒸干，可得20g 白色固体。试求： （1）原混和物中Na 2CO 3和NaHCO 3的质量； （2）碱石灰中CaO 和NaOH 的质量。 6.将12.8g 由CuSO 4和Fe 组成的固体，加入足量的水中，充分反应后，滤出不溶物，干燥后称量得5.2g 。试求原混和物中CuSO 4和Fe 的质量。 二、十字交叉法 凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题，即二组分的平均值，均可用十字交叉法，此法把乘除运算转化为加减运算，给计算带来很大的方便。 十字交叉法的表达式推导如下：设A 、B 表示十字交叉的两个分量，AB —— 表示两个分量合成的平均量，x A 、x B 分别表示A 和B 占平均量的百分数，且x A +x B =1，则有：
液压传动——液压传动系统设计与计算
第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。 第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 图9-1位移循环图 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，
守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题修订稿
守恒法巧解金属与硝酸 反应的计算题 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题 一. 原子守恒法 例1.38.4gCu与适量浓反应，当铜全部作用后，共收集到标准状况下的气体（不考虑转化为），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（） A. B. C. D. 解析：在Cu与的反应中，起氧化剂和酸两种作用。因收集到的气体可能是和的混合气体，由N原子守恒知： 所以有： 答案为C。 二. 电子守恒法 例2. 铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生 的气体和的气体（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（）
A. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g 解析：分析题意可知，最后生成的沉淀为与的混合物，其质量等于合金的质量与所结合的的质量之和。又铜、镁与硝酸反应生成+2价的阳离子，由电子守恒得。代入有关数据可得，所以结合的的物质的量为 ，故 。 答案为B。 例3. 14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与 （标准状况）混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为（） A. 1.4g B. 2.4g C. 3.2g D. 6.4g 解析：因硝酸的浓度未知，故根据方程式计算有困难。分析反应的整个流程知，失电子数等于转化为氮的氧化物的过程中得到的电子数，氮的氧化物失电子数等于得到的电子数，故失电子总数等于得到的电子数。 设，根据质量守恒和电子得失守恒可列式：
解得： 所以 答案为C。 三. 电荷守恒法 例4. 3.2g铜与过量的浓硝酸（）充分反应，硝酸的还原产物有NO和，反应后溶液中的，则此时溶液中所含物质的量为（） A. B. C. D. 解析：本题用常规法较繁。分析题意知：反应后的溶液中含有的离子有： ，应用电荷守恒： 即 所以
电镀废水处理方法及膜法处理新工艺.
电镀废水处理的方法及膜法处理新工艺 电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀废水的成分非常复杂，除含氰(CN-废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr废水、含镍(Ni 废水、含镉(Cd废水、含铜(Cu废水、含锌(Zn废水、含金(Au废水、含银(Ag废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。 1、电镀重金属废水治理技术的现状 传统的电镀废水处理方法有：化学法，离子交换法，电解法等。但传统方法处理电镀废水存在如下问题： (1成本过高——水无法循环利用，水费与污水处理费占总生产成本的 15%~20%； (2资源浪费——贵重金属排放到水体中，无法回收利用； (3环境污染——电镀废水中的重金属为“永远性污染物”，在生物链中转移和积累，最终危害人类健康。 采用膜法技术处理电镀废水典型工艺如下： 采用膜法技术为电镀废水处理提供完美解决方案，促进电镀工业技术升级。
其主要特点： (1 降低成本——水与贵重金属循环利用，减少材料消耗 (2 回收资源——贵重金属回收利用 (3 保护环境——废水零排放或微排放 电镀生产过程中的高用水量以及排放出的重金属对水环境的污染，极大地制约了电镀工业的可持续发展。传统的电镀废水处理工艺成本过高，重金属未经回收便排放到水体中，极易对生物造成危害。而膜分离技术对水与重金属进行循环利用，经过膜分离技术处理的电镀废水，可以实现重金属的“零排放”或“微排放”，使生产成本大大降低。 利用膜分离技术，可从电镀废水中回收重金属和水资源，减轻或杜绝它对环境的污染，实现电镀的清洁生产，对附加值较高的金、银、镍、铜等电镀废水用膜分离技术可实现闭路循环，并产生良好的经济效益。对于综合电镀废水，经过简单的物理化学法处理后，采用膜分离技术可回用大部分水，回收率可达60％～80％，减少污水总排放量，削减排放到水体中的污染物。 海德能公司采用品牌海德能膜元件，专业生产各种规格型号的水处理设备，广泛应用在电子、电镀等各行业中，取得了良好的处理效果。采用海德能膜分离技术处理电镀废水，能节约重金属和水资源，节约生产原材料，降低企业的生产成本，同时减少了排放到环境中的污染物，减轻了环境的负担，改善了环境，是一种清洁生产工艺，有助于电镀行业实现可持续发展目标。
化学中的守恒思想
化学计算的解题方法——守恒法 化学计算是中学化学的一个难点和重点，要掌握化学计算，应了解中学化学计算的类型，不同类型解题方法是有所不同的。 化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。 （一）质量守恒法 质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。 【例题】1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的（A）96倍（B）48倍（C）12倍（D）32倍 【分析】根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量，从而可确定混和气体的平均分子量，混和气体密度与相同条件下氢气密度的比，所以答案为C （二）元素守恒法 元素守恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。 【例题】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水 2.8%、含K2CO337.3% 取1克该样品投入25毫升2摩／升的盐酸中后，多余的盐酸用1.0摩／升KOH 溶液30.8毫升恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体 （A）1克（B）3.725克（C）0.797克（D）2.836克 【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl，最后得到的固体物质是KCl，根据元素守恒，盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等：n(KCl)=n(Cl － )=n(HCl) 所以答案为B (三)电荷守恒法 电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等 【例题】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中，如果[Na+]=0.2摩／升，[SO42-]=x摩／升，[K+]=y摩／升，则x和y的关系是 （A）x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1) (D)y=2x-0.1 【分析】可假设溶液体积为1升，那么Na+ 物质的量为0.2摩，SO42-物质的量为x摩，K+物质的量为y摩，根据电荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-]，所以答案为BC (四)电子得失守恒法 电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此【例题】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子，待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化，写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式
液压传动系统设计与计算
液压传动系统设计与计算 第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 位移循环图图9-1 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，9-2一种如图
海德能特殊分离膜性能指标
海德能特殊分离膜性能指标 海德能特殊分离膜与其他反渗透膜一样，都是根据其脱盐率、产水量及回收率评论膜的性能好坏。 因此对反渗透膜的评价指标可以从以下几个方面分析： 1、脱盐率和透盐率 脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的 百分比。 透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比。 脱盐率=(1-产水含盐量/进水含盐量)×100% 透盐率=100%-脱盐率 海德能膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱除率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱除率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱除率稍低，但也超过了98%;对分子量大于100的有机物脱除率也可达到 98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
2、产水量(水通量) 产水量(水通量)――指反渗透系统的产能，即单位时间内透过膜水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。 渗透流率――渗透流率也是表示海德能SWC反渗透膜膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天(GFD)表示。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快，加剧膜污染。 3、回收率 回收率--指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定，是基于预设的进水水质而定的。回收率通常希望最大化以便提高经济效益，但是应该以膜系统内不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。 回收率=(产水流量/进水流量)×100% 通过对海德能特殊分离膜脱盐率、产水量及回收率的测定，即可知道此海德能特殊分离膜的性能的好坏。
高考复习专题--守恒法在化学计算中的应用
高考复习专题——守恒法在化学计算中的应用 一、原子守恒 原子守恒的解题基本形式 1、分析化学反应的时态和终态的组成微粒，从中筛选合适的守恒对象——原子（离子）或原子团； 2、根据已知条件与守恒对象间的关系，设未知数，列方程； 3、解方程，求未知数的解；⑷根据题设回答相关问题。 例1、将0.8molCO2完全通入1L1mol/LNaOH溶液中充分反应后，所得溶液中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为（） A、3：1 B、2：1 C、1：1 D、1：3 【变式1】向500ml 2mol/L的盐酸中加入7.8克镁铝合金，合金完全溶解并放出8.96L（标况）气体，向反应后的溶液中逐滴加入4mol/L的烧碱溶液，当沉淀最多时，滴入这种烧碱的体积是（） A、500ml B、375 ml C、250 ml D、125 ml 【变式2】在铁与氧化铁的混合物15g中加入稀硫酸150ml，标准状况下放出氢气1.68L，同时铁和氧化铁均无剩余。向溶液中滴入KSCN未见颜色变化。为了中和过量的硫酸，且使Fe2+完全转化成氢氧化亚铁，共耗3mol/L的氢氧化钠溶液200ml，问原硫酸的摩尔浓度是多少？ 【变式3】将0.2mol某烷烃完全燃烧后，生成的气体缓缓通入盛有0.5L 2mol/L的氢氧化钠溶液中，生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1：3，试求该烷烃的分子式 【变式4】现有m mol NO2和n mol NO组成的混合气体，欲用a mol/LNaOH溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，需用NaOH溶液的体积是（） A. m a L B. 2 3 m a L C. 2 3 () m n a L + D. m n a L + 【变式5】把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（） A. 70% B. 52.4% C. 47.6% D. 30% 二：电荷守恒 例2、1L混合溶液中含SO42－0.00025mol，Cl－0.0005mol ,NO3－0.00025mol ,Na＋0.00025 mol ,其余为H＋，则H＋物质的量浓度为（）。 A．0.0025 mol·L－1 B．0.0001 mol·L－1 C．0.001 mol·L－1D．0.005 mol·L－1 强调：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等，要注意离子所带电荷数。 【变式6】在H2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，铝离子浓度是0.4 mol / L，硫酸根离子的浓度是0.7 mol / L，则氢离子的浓度最接近于 ( ) A. 0.1 mol / L B. 0.2 mol / L C. 0.3 mol / L D. 0.4 mol / L 【变式7】50 mL 1mol/LCH3COOH与100 mL NaOH溶液混合，所得溶液的PH=7，关于该溶液中离子浓度的大小关系或说法，不正确的是（） A、 c(Na+)＝c(CH3COO－) B、 c(Na+)＝c(CH3COO－)＞c(H+)=c(OH－)
中考备考化学计算题10种解题方法含质量守恒定律
2019中考备考化学计算题10种解题方法含质量守 恒定律 化学计算是中学化学教学的重要内容之一, 它包括化学式的计算、化学方程式的计算、溶液的计算等。是从量的方面帮助学生认识物质及其变化规律的。通过有关混合物发生反应的化学方程式、质量分数和物质溶解度的综合计算题,可以帮助学生加深对有关概念和原理的理解,培养学生的思维判断、分析和综合能力。化学计算题涉及的内容丰富、形式多样,既考查学生的化学基础知识,又考查学生的数学推算能力。学生如果了解掌握了一些解题的技巧或巧解方法,既可以激发他们的解题兴趣,有事半功倍的效果,尤其是刚接触化学,对化学计算存在畏惧心理的初中学生。现将化学竞计算题的解题方法和技巧归纳如下，供参考。 一差量法 差量法是依据化学反应前后的质量或体积差，与反应物或生成物的变化量成正比而建立比例关系的一种解题方法。将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，然后根据比例式求解。 例：用含杂质(杂质不与酸作用，也不溶于水)的铁10克与50克稀硫酸完全反应后，滤去杂质，所得液体质量为55.4克，求此铁的纯度。 解：设此铁的纯度为x Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑ △m(溶液质量增加) 56 2 56-2=54 10x 55.4g-50g=5.4g 可求出x=56%答：此铁的纯度为56%。 【习题】 1、将盛有12克氧化铜的试管，通一会氢气后加热，当试管内残渣为10克时，这10克残渣中铜元素的质量分数？ 2、已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。现有CO、O2、CO2混合气体9ml，点火爆炸后恢复到原来状态时，体积减少1ml，通过氢氧化钠溶液后，体积又减少3.5 ml，则原混和气体中CO、O2、CO2的体积比？ 3、把CO、CO2的混合气体3.4克，通过含有足量氧化铜的试管，反应完全后，将导出的气体全部通入盛有足量石灰水的容器，溶液质量增加了4.4克。 求⑴原混合气体中CO的质量？⑵反应后生成的CO2与原混合气体中CO2的质量比？ 4、CO和CO2混合气体18克，通过足量灼热的氧化铜，充分反应后，得到CO2的总质量为22克，求原混合气体中碳元素的质量分数？ 5、在等质量的下列固体中，分别加入等质量的稀硫酸（足量）至反应完毕时，溶液质量最大的是（） A Fe B Al C Ba（OH）2 D Na2CO3
守恒法巧解几例化学计算题
守恒法巧解几例化学计算题 守恒法巧解几例化学计算题 论文关键词：守恒法,巧解,几例化学计算题 一、质量守恒法的应用 质量守恒定律的内容，从宏观上阐述是：“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和”；从微观领域阐述则是：“在一切化学反应中，反应前后 原子的种类、个数（或数目）、原子质量前后没有变化，因此，质量守恒”。 例1．（1999年全国初中化学竞赛题）1．6ｇ某物质，在氧气中完全燃烧，生 成4．4ｇ二氧化碳和3．6ｇ水，关于该物质的组成，有下列论断：①一定含Ｃ，Ｈ元素； ②一定不含Ｏ元素；③可能含Ｏ元素；④一定含Ｏ元素；⑤分子中Ｃ、Ｈ元素原子个数比 为1∶2；⑥分子中Ｃ、Ｈ元素的原子个数比为1∶4。其中正确的是 Ａ．①②⑥Ｂ．①②⑤Ｃ．①③⑥Ｄ．①④⑤ 解析：反应前后元素的种类不发生变化，可以判断出①是正确的。反应前后，某 原子的质量守恒。因此，氧元素的总质量为4．4ｇＣＯ2所提供的氧元素质量和3．6ｇ Ｈ2Ｏ所提供的氧元素质量之和： 4．4ｇ×（32／44）＋3．6ｇ×（16／18）＝6．4ｇ 反应前氧元素质量为： 4．4ｇ＋3．6ｇ－1．6ｇ＝6．4ｇ 所以，②是正确的。对于分子中Ｃ，Ｈ元素原子个数比为： Ｃ∶Ｈ＝（4．4－3．2）／12∶（3．6－3．2）／1＝1∶4 故选Ａ。 此题主要利用质量守恒定律的微观阐述。 例2．（2000年春季高考25题）用1Ｌ1.0ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液吸收0.8ｍｏ ｌ的ＣＯ2，所得溶液中ＣＯ32－和ＨＣＯ3－的物质的量浓度之比是（）。 Ａ．1∶3 Ｂ．2∶1 Ｃ．2∶3 Ｄ．3∶2 解析：设反应生成的Ｎａ2ＣＯ3的物质的量为ｘｍｏｌ，生成的ＮａＨＣＯ3的物质的量为ｙｍｏｌ，由质量守恒得 2ｘ＋ｙ＝1.0ｍｏｌ／Ｌ×1Ｌ（Ｎａ＋守恒） ｘ＋ｙ＝0.8ｍｏｌ（Ｃ守恒） 求出：ｘ＝0.2ｍｏｌ，ｙ＝0.6ｍｏｌ。 则ｃ（ＣＯ32－）∶ｃ（ＨＣＯ3－）＝1∶3，选Ａ。 例3．（1999年上海高考18题）将1.92ｇＣｕ粉与一定量浓ＨＮＯ3反应，当Ｃ ｕ粉完全作用时，收集到气体1.12Ｌ（标况），则所消耗的ＨＮＯ3的物质的量是（）。 Ａ．0.12ｍｏｌＢ．0.11ｍｏｌＣ．0.09ｍｏｌＤ．0.08ｍｏｌ 解析：由物料守恒1.92ｇＣｕ和ＨＮＯ3完全反应后，生成0.03ｍｏｌＣｕ（ＮＯ3）2，即消耗ＨＮＯ30.06ｍｏｌ；产生气体不管是ＮＯ2还是ＮＯ，均需ＨＮＯ30.05 ｍｏｌ。故共消耗ＨＮＯ30.11ｍｏｌ。选Ｂ。 二、原子或原子团守恒法