化工设计---第四章 物料衡算和热量衡算.ppt

第四章 物料衡算和热量衡算;第一节 连续过程的物料衡算;一、连续过程的物料衡算 一般表示式为： 系统中积累 = 输入 – 输出 + 生成 – 消耗 稳态过程时 输入 = 输出 – 生成 + 消耗 无化学反应的稳态过程 输入 = 输出 ;物料平衡形式 总平衡式 *总质量平衡式 总摩尔平衡式 组分平衡式 组分质量平衡式 组分摩尔平衡式 元素原子平衡式 *元素原子质量平衡式 *元素原子摩尔平衡式;物料衡算的基本步骤;⑹ 约束条件 ⑺ 选择计算基准 ⑻ 进行物料平衡计算 ⑼ 列出物料和能量平衡表，并进行校核 ⑽ 结论 ;关于基准; C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O 每100kmol燃烧产物需要多少摩尔空气？ 1.基准：1kmol原料气C3H8 燃烧用氧 5kmol； 实际供氧 5×1.25 = 6.25kmol； 供给空气量 29.76kmol； 其中氮气量 23.51kmol 产生：CO2 3kmol； H2O 4kmol； O2 1.25kmol； N2 23.51kmol； 合计 31.76kmol；;;（3）基准：100kmol烟道气 以元素平衡法：C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O C平衡 3B = P； H2平衡 4B = Q； O2平衡 0.21A = M + Q/2 + P； N2平衡 0.79A = N； 烟道气总量 N + M + P + Q = 100； 过剩氧气 0.21A（0.25/1.25）= M 解出：空气量 A = 93.7kmol； C3H8 B = 3.148kmol； N2 N = 74.02kmol； O2 M = 3.935 kmol； CO2 P = 9.445 kmol ； H2O Q = 12.59 kmol。;物料平衡计算的条件;2.变量 有Ns股物流， Nc个组分数，Np个设备参数 总变量数： Nv= Ns（Nc +1）+ Np ;⑴ 转化率 转化率 = ;⑶ 收率 收率 = 转化率×选择性 =;无化学反应的物料衡算;总平衡式 输入的料浆=输出的??液+输出的滤饼 F1= F2+F3 液体平衡式 F1x11= F2x21+F3x31 ;精馏过程;二、多单元系统;化学反应过程的物料衡算;输入： O2（需要）= 0.5mol； O2（输入）= 1.5×0.5 = 0.75mol； N2（输入）= N2（输出）= 0.75×（79/21） = 2.82mol； 反应的CH3OH =0.75×1 = 0.75mol 输出： HCHO（输出）= 0.75mol；