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物料衡算基本理论

四、衡算方法和步骤

1，明确衡算目的通过物料衡算确定生产能力、纯度、收率

2，明确衡算对象划定衡算范围，绘出物料衡算示意图

3，对有化学反应的体系应写出化学反应方程式

4，收集与物料衡算有关的计算数据

○1生产规模；原辅材料、中间体及产品规格；

○2有关定额和消耗指标（产品单耗、配料比、回收率、提取率、收率）○3有关的物理化学常数（密度、蒸汽压、相平衡常数）

5，选定衡算基准

6，列出物料衡算方程式

7，根据物料横算结果，编制物料平衡表

物料衡算举例

一、物理过程物料衡算

实例6-1 硝化混酸配制过程物料衡算。已知混酸组成为硫酸46%（质量百分比，下同）、硝酸46%、水8%，配制混酸用的原料92.5%的工业硫酸、98%的硝酸以及含硫酸69%的硝化废酸。试通过物料衡算确定配制1000kg混酸时各原料的用量。为简化计算，设原料中除水外的其他杂质可忽略不计。

明确衡算目的明确衡算对象

以搅拌釜为衡算范围，绘制混酸配制过程物料衡算示意图

G H2SO4 G HNO3

G 废

图中共有4股物料，3个未知数，需3个独立方程对硝酸进行物料衡算

对硫酸进行物料衡算对水进行物料衡算

联立方程解得

混酸过程物料衡算表

30.980.461000

HNO G =?24

0.9250.690.461000

H SO G G +=?废2430.0750.020.310.081000

H SO HNO G G G ++=?废243399.5469.4131.1H SO HNO G kg G kg G kg

===废

二，化学过程的物料衡算 1，化学过程的几个概念转化率

收率（产率）选择性

例6-2 甲苯用浓硫酸磺化制备对甲苯磺酸。已知甲苯的投料量为1000kg ，反应产物中含有对甲苯磺酸1460kg ，未反应的甲苯20kg 。试分别计算甲苯的转化率、对甲苯磺酸的收率和选择性。

则甲苯的转化率为

则甲苯磺酸的收率为

100%

A x A =?反应物A 的反应消耗量反应物的投料量

100%

y A =?按目标产物收得量折算的反应物A 的量反应物的投料量

100%

A ?=?按目标产物收得量折算的反应物A 的量反应物的反应消耗量

CH 3

H 2SO

CH 3

SO 3H

H 2O

110-140

100020100%98%

1000

A x -=?=146092100%78.1%

1000172

y ?=?=?

则甲苯磺酸的选择性为

总收率总收率为各个工序的收率之积

3，连续操作过程的物料衡算实例6-4

在催化剂作用下，乙醇脱氢可制备乙醛，其反应方程式为

同时存在副反应

已知原料为无水乙醇（纯度以100%计），流量为1000kgh-1，其转化率为95%，乙醛收率为80%，试对该过程进行物料衡算。以反应器为衡算范围，绘出物料衡算示意图，如图6-4所示乙醇：1000kg/h 纯度100%

图中，1股进料，1股出料，衡算目的：确定出料的组成

衡算基准：以单位时间内的进料量为基准主反应方程式

25C H OH

CH CHO H +2

C H OH

2 3252

2CH COOC H H +79.7%

y x

副反应方程式

出料：乙醇流量为：

乙醛流量为：

乙酸乙酯流量为：

氢气流量为：乙醇催化脱氢过程物料衡算表

25C H OH

CH CHO H +25C H OH

2 3252

2CH COOC H H +11000(10.95)50.0()

kg h -?-=g 144

10000.950.8727.0()

kg h -???=g 1

8810000.95(10.8)181.7()92

kg h -??-?=g 1

100050727181.741.3()

kg h ----=g

? 随堂练习

拟用连续精馏塔分离苯和甲苯混合液。已知混合液的进料量为200kmol·h -1，其中含苯0.4（摩尔分数，下同），其余为甲苯。若规定塔底釜液中苯的含量不高于0.01，塔顶馏出液中苯的回收率不低于98.5%，试通过物料衡算确定塔顶馏出液、塔釜釜液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分数表示

明确衡算目的 D

，xD 横算范围确定

绘出物料衡算示意图 xF=0.4

衡算基准

摩尔流量和摩尔分数

W ，Xw=0.01

吸收塔的计算

第4节吸收塔的计算吸收过程既可在板式塔内进行，也可在填料塔内进行。在板式塔中气液逐级接触，而在填料塔中气液则呈连续接触。本章对于吸收操作的分析和计算主要结合连续接触方式进行。填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔实现气、液接触的主要部位。填料的主要作用是：①填料层内空隙体积所占比例很大，填料间隙形成不规则的弯曲通道，气体通过时可达到很高的湍动程度；②单位体积填料层内提供很大的固体表面，液体分布于填料表面呈膜状流下，增大了气、液之间的接触面积。通常填料塔的工艺计算包括如下项目：（1）在选定吸收剂的基础上确定吸收剂的用量；（2）计算塔的主要工艺尺寸，包括塔径和塔的有效高度，对填料塔，有效高度是填料层高度，而对板式塔，则是实际板层数与板间距的乘积。计算的基本依据是物料衡算，气、液平衡关系及速率关系。下面的讨论限于如下假设条件：（1）吸收为低浓度等温物理吸收，总吸收系数为常数；（2）惰性组分B在溶剂中完全不溶解，溶剂在操作条件下完全不挥发，惰性气体和吸收剂在整个吸收塔中均为常量；（3）吸收塔中气、液两相逆流流动。吸收塔的物料衡算与操作线方程式全塔物料衡算图2－12所示是一个定态操作逆流接触的吸收塔，图中各符号的意义如下：

V －惰性气体的流量，kmol （B ）／s ； L —纯吸收剂的流量，kmol （S ）／S ； Y 1；、Y 2—分别为进出吸收塔气体中溶质物质量的比，kmol （A ）／kmol （B ）；X 1、X 2——分别为出塔及进塔液体中溶质物质量的比，kmol （A ）／kmol （S ）。注意，本章中塔底截面一律以下标“l ”表示，塔顶截面一律以下标“2”表示。在全塔范围内作溶质的物料衡算，得： VY 1＋LX 2＝VY 2＋LX 1 或V （Y 1－Y 2）＝L （X 1－X 2）（2－38）一般情况下，进塔混合气体的流量和组成是吸收任务所规定的，若吸收剂的流量与组成已被确定，则V 、Y 、L 及X 2。为已知数，再根据规定的溶质回收率，便可求得气体出塔时的溶质含量，即： Y 2＝Y l （1－фA ）（2－39）式中фA 为溶质的吸收率或回收率。通过全塔物料衡算式2－38可以求得吸收液组成X 1。于是，在吸收塔的底部与顶部两个截面上，气、液两相的组成Y 1、X l 与Y 2、X 2均成为已知数。 2．吸收塔的操作线方程式与操作线 2 1 图2-12 物料衡算示意图

物料衡算与热量衡算讲解

已知：PVC 片材的年生产量为28500 吨，其中物料自然消耗率为 0.1% ，产品合格率为94%，回收率为90% 。每年生产297 天，二班轮流全天24 小时生产。物料衡算如下：年需要物料量 M 1=合格产品量/合格率=28500/0.94 ≈30319.15t 年车间进料量 M2= M 1/（1-物料自然消耗率）=30319.15t / （1-0.1% ） ≈30349.50t 年自然消耗量 M3=M 2-M 1=30349.50-30319.15=30.35t 年废品量 M4=M 1-合格产品量=30319.15-28500=1819.15t 每小时车间处理物料量M 5=30319.15/297/ 24h≈4.25t 年回收物料量 M6=M 4×回收率=1819.15 ×90%≈1637.23t 新料量 M7=M 2-M 6=30349.50-1637.23=28712.27t 2）造粒阶段 ① 确定各岗位物料损失率塑化造粒工段物料损耗系数

物料衡算和热量衡算

3 物料衡算依据原理：输入的物料量=输出的物料量+损失的物料量 3.1 衡算基准年生产能力：2000吨/年年开工时间：7200小时产品含量：99% 3.2 物料衡算反应过程涉及一个氧化反应过程，每批生产的产品相同，虽然有原料对叔丁基甲苯和溶剂甲苯的循环，第一批以后循环的物料再次进入反应，但每批加料相同。在此基础上，只要计算第一个批次的投料量，以后加料一样。反应釜内加热时间2h、正常的反应时间18h、冷却时间1h。加上进料和出料各半个小时，这个生产周期一共2+18+1+1=22h。所以在正常的生产后，每22小时可以生产出一批产品。每年按300天生产来计算，共开工7200小时，可以生产327个批次。要求每年生产2000吨对叔丁基苯甲酸，则每批生产2000÷327＝6.116吨。产品纯度99 %( wt %) 实际过程中为了达到高转化率和高反应速率，需要加入过量对叔丁基甲苯做溶剂，反应剩余的原料经分离后循环使用。 3.2.1 各段物料 (1) 原料对叔丁基甲苯的投料量设投料中纯的对叔丁基甲苯为X kg，则由 C11H16C11H14O2 M 148.24 178.23 m x 6054.8 得x=6054.8×148.24÷178.23=5036.0 kg 折合成工业原料的对叔丁基甲苯质量为5036.0÷0.99=5086.9kg 实际在第一批生产过程加入的对叔丁基甲苯为6950.3kg （2）氧气的通入量生产过程中连续通入氧气,维持釜内压力为表压0.01MPa,进行氧化反应。实

际生产过程中,现场采集数据结果表明,通入的氧气量为1556.8 kg，设反应消耗的氧气量为x kg 3/2O2C11H14O2 M 31.99 178.23 m x 6054.8 得x= 3/2×6054.8×31.99÷178.23=1630.1kg 此时采用的空气分离氧气纯度可达99%，因此折合成通入的氧气为1630.1÷0.99=1646.6 kg即在反应过程中，需再连续通入1646.6kg氧气。（3）催化剂催化剂采用乙酰丙酮钴(Ⅲ)，每批加入量10.4 kg （4）水的移出量设反应生产的水为x kg H2O C11H14O2 M 18.016 178.23 m x 6054.8 得x=6054.8×18.016÷178.23=612 kg 产生的水以蒸汽的形式从反应釜上方经过水分离器移出。 3.2.2 设备物料计算（1）计量槽对叔丁基甲苯计量槽：一个反应釜每次需加入的对叔丁基甲苯质量为3475.1÷2=3475.15 kg 对叔丁基甲苯回收计量槽：每批反应结束后产生母液1834.8kg 甲苯计量槽：每批需加入甲苯做溶剂，加入量为396.1 kg （2）反应釜：反应结束后，经过冷却、离心分离后，分离出水612kg，剩余的对叔丁基甲苯1834.8kg循环进入下一批产品的生产。分离出来的固体质量为：6950.3+10.4+1646.6-612-1834.8=6160.5 kg 。（3）进入离心机的物料：6950.3＋10.4＋1646.6－1834.8－612=6160.5kg （4）脱色釜：分离机分离出来的粗产品移入脱色釜，加入甲苯做溶剂，加入量为396.1 kg，搅拌升温将产品溶解，再加入76.5 kg活性碳进行脱色。进入

水吸收氨气过程填料吸收塔的设计

课程设计任务书一、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计；试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：氨气的回收率达到98%。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa）二、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度: t=20℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（4）选用填料类型及规格自选。三、设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A4号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A4号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1) 1.2填料的选择 (1) 2. 工艺计算 (1) 2.1 基础物性数据 (1) 2.1.1液相物性的数据 (1) 2.1.2气相物性的数据 (1) 2.1.3气液相平衡数据 (1) 2.1.4 物料衡算 (1) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (2) 2.2.1 塔径的计算 (2) 2.2.2 填料层高度计算 (3) 2.2.3 填料层压降计算 (6) 2.2.4 液体分布器简要设计 (7) 3. 辅助设备的计算及选型 (8) 3.1 填料支承设备 (8) 3.2填料压紧装置 (8) 3.3液体再分布装置 (8) 4. 设计一览表 (9) 5. 后记 (9) 6. 参考文献 (9) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）

化工设计第六章—物料衡算与能量衡算

第五章物料衡算与能量衡算物料衡算与能量衡算是进行化工工艺过程设计及技术经济评价的基本依据。通过对全生产过程或单元过程的物料和能量的衡算，计算得到： 1）主、副产品产量； 2）原材料的消耗定额，过程的物料损耗； 3）“三废”的生成量及组成； 4）水、电、汽或其他燃料等消耗定额； 5）设计物料流程图。

第五章物料衡算与能量衡算根据物料衡算和能量的衡算结果，可以： 1）对生产设备进行设计和选型； 2）确定产品成本等各项技术经济指标，从而可以定量地评述所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理，技术上是否先进。

第一节物料衡算物料衡算的概念：物料平衡的理论依据是质量守恒定律，即在一个孤立体系中不论物质发生任何变化(不包括核反应)它的质量始终保持不变。系统中的积累=输入-输出+生成-消耗注：生成或消耗是因化学反应生成或消耗的量；积累项可正可负。积累项=0，稳态过程，输入=输出-生成+消耗无化学反应，输入=输出

物料衡算的分类 1、按操作方式分为间歇操作、连续操作两类物料衡算； 2、按状态将其分为稳定状态操作和不稳定状态操作两类衡算。 3、按衡算范围分为单元操作过程(或单个设备)和全流程的两类物料衡算； 4、按衡算对象总质量衡算、组份衡算、元素衡算；可参考表5-1

物料平衡方程式根据质量守恒定律，对某一个体系内质量流动及变化的情况用数学式描述物料平衡关系则为物料平衡方程式。其基本表达式为： =∑D+A+∑B ∑F —输入体系的物料质量；式中，F D—离开体系的物料质量； A—体系内积累的物料质量； B—损失的物料质量(如跑、冒、滴、漏)

物料衡算和热量衡算

物料衡算和热量衡算以下计算部分将对石灰石-石膏法的脱硫工艺进行物料衡算、热量衡算、反应器的设计和换热器的设计等具体的步骤物料衡算简化运算条件：物料衡算主要针对脱硫装置系统（即喷淋塔）和制浆系统（石灰石浆液）来进行的，两个系统之间来联系的纽带是在脱硫塔内进行的脱硫反应，即钙硫比（Ca/S）（选择为1.02,下面将详细论述）。以下条件在计算方法中被简化（1）不包括吸收塔的损失（2）假设烟气带入的粉尘为零（3）假设工艺水和石灰石不含杂质（4）假设原烟气和净烟气没有夹带物代入和带出系统（5）假设没有除雾器冲洗水（6）假设没有泵的密封水（7）假设工艺系统是封闭的，没有环境物质的进入和流出 3.1吸收系统物料衡算和相关配置喷淋塔内主要进行脱硫反应，由锅炉引风压机引来的烟气，经过增压风机升压后，从吸收塔中下部进入吸收塔，脱硫除雾后的净烟气从吸收塔顶部侧向离开吸收塔，塔的下部为浆液池。前面已经详细地介绍了脱硫反应的机理，由此可知反应的物料比例为 CaCO3s Ca s 1.02S s 1.02SO2 1.02 : 1.02 : 1 : 1 设原来烟气二氧化硫SO2质量浓度为 a （mg/m3）,根据理想气体状态方程 PV二nRT 可得：7700mg/m3273K amg/m3(273 145)K 求得： 4 4 a=1.18X 104mg/m4 而原来烟气的流量（145C时）为20X 104（m3/h）换算成标准状态时（设为V a） 200000m3/h (145 273)K V a273K 求得 V a=1.31 X 105 m3/h=36.30 m3/s 故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为

吸收塔化工原理课程设计

化工原理课程设计 -------水吸收二氧化硫过程填料吸收塔设计说明书学院：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间:

化工原理课程设计任务书(2) 一、设计题目水吸收二氧化硫过程填料吸收塔设计二、设计任务及操作条件 1、设计任务 ①生产能力（入塔炉气流量） 2500 m3／h ②二氧化硫吸收率 96% ③入塔炉气组成(含二氧化硫) （摩尔分率） 2、操作条件 ①入塔炉气温度25℃ ②洗涤除去二氧化硫的清水温度20℃ ③操作压强常压 ④吸收温度基本不变,可近似取为清水的温度 3、填料类型阶梯环填料,填料规格自选 4、厂址齐齐哈尔地区三、设计内容 1、设计方案的选择及流程说明 2、吸收塔的物料衡算 3、吸收塔工艺尺寸计算 4、填料层压降的计算 5、液体分布器简要设计 6、填料吸收塔装配图(1号图纸) 7、设计评述 8、参考资料

目录 1 绪论 (1) 吸收技术概况 (1) 吸收设备的发展 (1) 2 设计方案的确定 (2) 方案的确定 (2) 流程的确定 (2) 3 填料选择 (2) 4 吸收塔的工艺计算 (2) 基础物性数据 (2) 4.1.1 液相物性数据 (2) 4.1.2 气相物性数据 (2) 4.1.3 气液相平衡数据 (3)

物料衡算 (3) 填料塔的工艺尺寸计算 (4) 4.3.1塔径的计算 (4) 4.3.2传质单元高设计 (7) 4.3.3传质单元数的计算 (7) 4.3.4填料层高度 (9) 填料层压降 (10) 5 填料塔的附属结构 (11) 液体分布器简要置 (11) 液体再分配置 (11) 填料支撑结构 (12) 5.3.1填料支撑结构应满足三个基本条件 (12) 5.3.2较常用的支撑结构 (12)

物料衡算部分模板

物料衡算产品组成分析工厂设计为年产精甲醇20万吨，开工时间为每年330天，采用连续操作，则每小时精甲醇的产量为（=200,000/330/24）吨，即t/h。精馏工段通过三塔高效精馏工艺，精甲醇的纯度可达到%，三塔精馏工艺中甲醇的收率达97%。则入预精馏塔的粗甲醇中甲醇量=h。由粗甲醇的组成通过计算可得下表：表2 粗甲醇组成组分百分比产量甲醇% h 即h 二甲醚%kmol/h 即m3/h 高级醇（以异丁醇计）%h 即m3/h 高级烷烃（以辛烷计）%h 即h 水%h 即h 粗甲醇100%h 注；设计中的体积都为标准状态下计算方法: 粗甲醇==h 二甲醚=×%=h即h，h 高级醇（以异丁醇计）=×%=h即h，h 高级烷烃（以辛烷计）=×%=h即h，h 水=×%=h即h，h 合成工段（1）合成塔中发生的反应: 主反应CO+2H2=CH3OH （1） CO2+3H2=CH3OH+H2O （2）副反应2CO+4H2=（CH3O）2+H2O （3） CO+3H2=CH4+H2O （4）

4CO+8H2=C4H9OH+3H2O （5） 8CO+17H2=C18H18+8H2O （6） CO2+H2=CO+H2O （7）（2）粗甲醇的合成工业生产中测得低压时，每生产一吨粗甲醇就会产生（标态）的甲烷，即设计中每小时甲烷产量为h，h。由于甲醇入塔气中水含量很少，忽略入塔气带入的水。由反应（3）、（4）、（5）、（6）得出反应（2）、（7）生成的水分为；－－－×3－×8=h 由于合成反应中甲醇主要由一氧化碳合成，二氧化碳主要发生逆变反应生成一氧化碳，且入塔气中二氧化碳的含量一般不超过5%，所以计算中忽略反应（2）。则反应（7）中二氧化碳生成了h，即h的水和一氧化碳。（计算水汽变换反应）（3）粗甲醇中的溶解气体量粗甲醇中气体溶解量查表5Mpa、40℃时，每一吨粗甲醇中溶解其他组成如下表：表3 吨粗甲醇中合成气溶解情况（已知）气体H2CO CO2N2Ar CH4 溶解量（m3/t粗甲醇）则粗甲醇中的溶解气体量为： H2=×=m3/h 即h CO=×=h 即h CO2=×=h 即h N2=×=h 即h Ar=×=h 即h CH4=×=h 即h （4）粗甲醇中甲醇扩散损失 40℃时,液体甲醇中释放的溶解气中,每立方米含有37014g的甲醇, 假设减压后液

物料与热量衡算模板

第一章亚苄基海因合成研究 1.1引言海因与芳香醛、杂环醛缩合生成5位取代的不饱和海因衍生物〔21〕，在一定温度和碱性条件下，海因环能发生断裂，从而得到α－酮酸。该路线制备α－酮酸，反应条件简单，所用反应试剂简单、副产物少，是极具优越性的α－酮酸制备路线〔22〕。亚苄基海因作为制备苯丙酮酸的原料的合成工艺近年来研究较多，已经确定了合成所使用的主要原辅材料，探索了初步的合成条件。本节主要在前人研究的基础上就亚苄基海因的合成方法做进一步优化，以适合产业化的需要。 1.2实验材料与方法 1.2.1实验试剂海因：工业级自制苯甲醛：工业级含量99％南通天时化工公司一乙醇胺：工业级甲醇：工业级 1.2.2实验方法在18L不锈钢反应釜中加入一定量的海因，然后加入一定量的水、一乙醇胺，在80－110?C下反应，反应结束后冷却至常温，用布氏漏斗抽滤，最后用甲醇洗涤后在60?C下烘干。 1.2.3分析方法 HPLE法，详见文献〔23〕 1.3结果与讨论

1.3.1．苯甲醛滴加速度的影响实验表明，在缩合反应过程中，如果将苯甲醛一次性加入反应器中，由于大量的苯甲醛－水混合物一起蒸发，容易发生跑料和因大量的苯甲醛未来得及参加反应而自聚现象，导致缩合收率偏低、产物质量不好。所以在海因与苯甲醛的缩合过程中，苯甲醛以滴加的方式加入，从表1不同的滴加速度试验可以看出，2.5ml/min的滴加速度，所得的亚苄基海因的产率与品质较为理想。表1 苯甲醛滴加速度对亚苄基海因合成的影响注：“＋”表示产品质量一般；“－”表示产品质量较差； 1.3. 2. 反应时间对缩合反应的影响从缩合反应机理可以看出，缩合反应的中间过程较为复杂，苯甲醛的亲核加成只是整个反应的一部分，要得到比较高的缩合产物，一定的反应时间是必须的，从下面的曲线（图1）的走势可以看出，产物的得率随反应时间的增加而增加，当反应时间达到3.5小时后，产物的得率基本趋于平稳，所以反应时间取3.5小时。

吸收塔的计算

吸收过程既可在板式塔内进行，也可在填料塔内进行。在板式塔中气液逐级接触，而在填料塔中气液则呈连续接触。本章对于吸收操作的分析和计算主要结合连续接触方式进行。填料塔内充以某种特定形状的固体填料以构成填料层。填料层是塔实现气、液接触的主要部位。填料的主要作用是：①填料层内空隙体积所占比例很大，填料间隙形成不规则的弯曲通道，气体通过时可达到很高的湍动程度；②单位体积填料层内提供很大的固体表面，液体分布于填料表面呈膜状流下，增大了气、液之间的接触面积。通常填料塔的工艺计算包括如下项目：（1）在选定吸收剂的基础上确定吸收剂的用量；（2）计算塔的主要工艺尺寸，包括塔径和塔的有效高度，对填料塔，有效高度是填料层高度，而对板式塔，则是实际板层数与板间距的乘积。计算的基本依据是物料衡算，气、液平衡关系及速率关系。下面的讨论限于如下假设条件：（1）吸收为低浓度等温物理吸收，总吸收系数为常数；（2）惰性组分B在溶剂中完全不溶解，溶剂在操作条件下完全不挥发，惰性气体和吸收剂在整个吸收塔中均为常量；（3）吸收塔中气、液两相逆流流动。吸收塔的物料衡算与操作线方程式全塔物料衡算图2－12所示是一个定态操作逆流接触的吸收塔，图中各符号的意义如下： V－惰性气体的流量，kmol（B）／s；

L—纯吸收剂的流量，kmol（S）／S； Y 1；、Y 2 —分别为进出吸收塔气体中溶质物质量的比，kmol（A）／kmol（B）； X 1、X 2 ——分别为出塔及进塔液体中溶质物质量的比，kmol（A）／kmol（S）。注意，本章中塔底截面一律以下标“l”表示，塔顶截面一律以下标“2”表示。在全塔范围内作溶质的物料衡算，得： VY 1＋LX 2 ＝VY 2 ＋LX 1 或V（Y 1－Y 2 ）＝L（X 1 －X 2 ）（2－38）一般情况下，进塔混合气体的流量和组成是吸收任务所规定的，若吸收剂的流量与组成已被确定，则V、Y、L及X 2 。为已知数，再根据规定的溶质回收率，便可求得气体出塔时的溶质含量，即： Y 2＝Y l （1－ф A ）（2－39）式中фA为溶质的吸收率或回收率。通过全塔物料衡算式2－38可以求得吸收液组成X 1 。于是，在吸收塔的底部与顶部两个截面上，气、液两相的组成Y 1、X l 与Y 2 、X 2 均成为已知数。 2．吸收塔的操作线方程式与操作线在定态逆流操作的吸收塔内，气体自下而上，其组成由Y 1逐渐降低至Y 2 ；

物料衡算与热量衡算

料量、废品量及消耗量的计算。已知：PVC片材的年生产量为28500吨，其中物料自然消耗率为0.1%，产品合格率为94%，回收率为90%。每年生产297天，二班轮流全天24小时生产。物料衡算如下：年需要物料量 M1=合格产品量/合格率=28500/0.94≈30319.15t 年车间进料量 M2= M1/（1-物料自然消耗率）=30319.15t /（1-0.1%）≈30349.50t 年自然消耗量 M3=M2-M1=30349.50-30319.15=30.35t 年废品量 M4=M1-合格产品量=30319.15-28500=1819.15t 每小时车间处理物料量 M5=30319.15/297/24h≈4.25t 年回收物料量 M6=M4×回收率=1819.15×90%≈1637.23t 新料量（2）造粒阶段 ①确定各岗位物料损失率塑化造粒工段物料损耗系数

物料衡算部分模板

4.1 物料衡算 4.1.1 产品组成分析工厂设计为年产精甲醇20万吨，开工时间为每年330天，采用连续操作，则每小时精甲醇的产量为25.25（=200,000/330/24）吨，即25.25 t/h。精馏工段通过三塔高效精馏工艺，精甲醇的纯度可达到99.9%，三塔精馏工艺中甲醇的收率达97%。则入预精馏塔的粗甲醇中甲醇量25.25/0.97=26.03t/h。由粗甲醇的组成通过计算可得下表：表2 粗甲醇组成组分百分比产量甲醇93.40% 813.50kmol/h 即18222.40m3/h 二甲醚0.42% 2.53 kmol/h 即57.00 m3/h 高级醇（以异丁醇计）0.26% 0.98kmol/h 即21.94 m3/h 高级烷烃（以辛烷计）0.32% 0.78kmol/h 即17.52m3/h 水 5.6% 86.72kmol/h 即1942.36m3/h 粗甲醇100% 27.87t/h 注；设计中的体积都为标准状态下计算方法: 粗甲醇=26.03/0.9340=27.87t/h 二甲醚=27.87×0.42%=117.05kg/h即2.53kmol/h，57.00m3/h 高级醇（以异丁醇计）=27.87×0.26%=72.48kg/h即0.98kmol/h，21.94m3/h 高级烷烃（以辛烷计）=27.87×0.32%=89.22kg/h即0.78kmol/h，17.52m3/h 水=27.87×5.6%=1561.28kg/h即86.72kmol/h，1942.36m3/h 4.1.2 合成工段（1）合成塔中发生的反应: 主反应CO+2H2=CH3OH （1） CO2+3H2=CH3OH+H2O （2）副反应2CO+4H2=（CH3O）2+H2O （3）

物料衡算及热量衡算

第二章硫酸干吸系统设计的计算2.1 干燥塔物料计算[16] 2.1.1 干燥塔入口炉气成分表2.1 转化气进口气体成分表2.2 电除雾器出口气体成分

2419.05 2.1.2 干燥塔入口炉气含水量设补加空气全部在电除雾器之后加入，空气温度20摄氏度、相对湿度75%，由湿含图查得水含量为103 干空气，则补加空气带水量为： g/m 2419.05×0.01=24.19kg/h=1.34kmol/h=30.8m3/h 2.1.3 干燥塔入口气体带水设出塔气体中含水量为3 0.1g/m，则干燥后气体带水量为： (0.1÷1000)×19372.98=1.94kg/h 2.1.4 循环酸量决定循环酸量的方法一般有两种，一种是根据进出口酸浓度差决定，酸浓度差一般选在0.2%~0.4%范围内，第二个是根据塔的喷淋密度来决定，喷淋密度一般选在14~20m3/(m2·h)的范围内。在这里采用浓度差计算循环酸量。 H SO比重 1.7993 入塔酸：浓度93.00% 24 m/h 温度50O C 酸量x3 出塔酸：浓度92.7% 干燥塔吸收水量=(1115.81＋24.19)－1.94=1138.06kg/h 由物料平衡得：X×1.7993×1000×93%=(X×1.7993×1000＋1146)×92.7% X=195.44m3/h 所以采用扬量为200m3/h酸泵,型号为IHIHF125-100-250酸泵。 2.2 干燥塔热量衡算 2.2.1 炉气带入热量Q1 t=40O C时 SO2带入热量：q1=76.98×40×41.57=127997.80KJ/h O2带入热量：q2=69.28×40×29.37=81389.60KJ/h

物料衡算与热量衡算讲解

第 4 章物料衡算与热量衡算 4.1 物料衡算物料衡算即是利用物料的能量守恒定律对其进行前后操作后物料总量与产品以及物料损失状况的计算方法，也就是进入设备用于生产的物料总数恒等于产物与物料损失的总量。物料衡算与生产经济效益有着直接的关系。物料衡算需要在知道产量和产品规格的前提下进行所需的原、辅材料量、废品量以及消耗量的计算。物料衡算的意义： ( 1) 知道生产过程中所需的热量或冷量； ( 2) 实际动力消耗量； ( 3) 能够为设备选型、台数、决定规格等提供依据； ( 4) 在拟定原料消耗定额基础上，进一步计算日消耗量、时消耗量，能够为所需设备提供必要的基础数据。 4.1.1 年工作日的选取 (1)年工作时间365-11 (法定节假日)=354X 24=8496 (小时) (2)设备大修25 天/年=600小时/年 (3)特殊情况停车15 天/年=360小时/ 年 ( 4)机头清理、换网过滤 6 次/ 年8 小时/ 次 [354-(25+15)] X 1/6 次/ 天X 8 小时/ 次=396小时=16.5 天=17 天 ( 5)实际开车时间 365－11－25－15－17=297天 8496－600－360－396=7140小时 ( 6)设备利用系数 K=实际开车时间/年工作时间=7140/8496=0.84 4.1.2 物料衡算的前提及计算 ( 1 )挤出成型阶段物料衡算的前提是应在已知产品规格和产量的前提下进行许多原辅材料量、废品量及消耗量的计算。 1 已知：PVC片材的年生产量为28500吨，其中物料自然消耗率为0.1%，产品合格率为94%，回收率为90%。每年生产297天，二班轮流全天24小时生产。物料衡算如下：年需要物料量 M=合格产品量/合格率=28500/0.94"30319.15t 1年车间进料量 M= M/ (1-物料自然消耗率)=30319.15t /(1-0.1%)"30349.50t 12年自然消耗量M=M- M=30349.50-30319.15=30.35t132 年废品量 M=M -合格产品量=30319.15-28500=1819.15t14每小时车间处理物料量 M=30319.15/297/24h"4.25t 5年回收物料量 M=M X 回收率=1819.15X 90%~ 1637.23t 46 新料量 M=M -M=30349.50-1637.23=28712.27t 627 合格率94%合格产品量28500t