《化工读计》猾品课戳 骤。对于一些简单的问题,这种步骤似乎有些繁琐,但是训练这种有条理的解题方法,可以 培养逻辑地思考问题,对今后解决复杂的问题是有帮助的, 计算步骤如下: (1)搜集计算数据。 (2)画出物料流程简图 (3)确定衡算体系。 (4)写出化学反应方程式,包括主反应和副反应,标出有用的分子量 (5)选择合适的计算基准,并在流程图上注明所选的基准值。 (6)列出物料衡算式,然后用数学方法求解。 (7)将计算结果列成输入一输出物料表(物料平衡表)。 (8)校核计算结果 3-3无化学反应过程的物料衡算 在化工过程中,一些只有物理变化,不发生化学反应的单元操作,如混合、蒸馏、蒸 发、干燥、吸收、结晶、萃取等,这些过程都可以根据物料衡算式,列出总物料和各组分的 衡算式,再用代数法求解。 简单过程的物料衡算 简单过程是指仅有一个设备或一个单元操作或整个过程简化成一个设备的过程。这种 过程的物料衡算比较简单,在物料流程简图中,设备边界就是体系边界。 下面举例说明计算步骤和计算方法 种废酸,组成为23%(质量%)HNO3,57%H2SO4和20%H2O,加入93%的浓H2SO4 及90%的浓HNO3,要求混合成27%HNO3及60%H2SO4的混合酸,计算所需废酸及加入 浓酸的数量。 解 设、一依图0.,如 浓HNO3量 1、画物料流程简图 HNO3 0.90 H2SO40.93 H2O0.10 H200.07 废酸xkg 混合酸 混合过程 HNO30.23 HNO30.27 H2SO40.57 H2SO40.60 H2O0.20 H200.13 2、选择基准,可以选废酸或浓酸的量为基准,也可以用混合酸的量为基准,因为四 种酸的组成均已知,选任何一种作基准计算都很方便。 列物料衡算式,该体系有3种组分,可以列出3个独立方程,所以能求出3个未 知量。 基准:100kg混合酸 总物料衡算式 x+y+x=100 H2SO4的衡算式0.57x+0.93y=100×0.6=60ȩࡆጕ䃮䃑Ȫ㇮ৱ䄮⼻ 8 偸DŽᇍѢϔѯㅔऩⱘ䯂乬ˈ䖭⾡ℹ偸ԐТ᳝ѯ㐕⧤ˈԚᰃ䆁㒗䖭⾡᳝ᴵ⧚ⱘ㾷乬ᮍ⊩ˈৃҹ ෍ݏ䘏䕥ഄᗱ㗗䯂乬ˈᇍҞৢ㾷އ໡ᴖⱘ䯂乬ᰃ᳝ᐂࡽⱘˈ 䅵ㅫℹ偸བϟ˖ (1) ᧰䲚䅵ㅫ᭄᥂DŽ (2) ⬏ߎ⠽᭭⌕⿟ㅔ೒DŽ (3) ⹂ᅮ㸵ㅫԧ㋏DŽ (4) ࣪ߎݭᄺডᑨᮍ⿟ᓣˈࣙᣀЏডᑨ੠ࡃডᑨˈᷛߎ⫼᳝ⱘߚᄤ䞣DŽ (5) 䗝ᢽড়䗖ⱘ䅵ㅫ෎ޚˈᑊ೼⌕⿟೒Ϟ⊼ᯢ᠔䗝ⱘ෎ޚؐDŽ (6) ߫ߎ⠽᭭㸵ㅫᓣˈ✊ৢ⫼᭄ᄺᮍ⊩∖㾷DŽ (7) ᇚ䅵ㅫ㒧ᵰ߫៤䕧ܹˉ䕧ߎ⠽᭭㸼(⠽᭭ᑇ㸵㸼)DŽ (8) ᷵Ḍ䅵ㅫ㒧ᵰ 3ˉ3 ᮴࣪ᄺডᑨ䖛⿟ⱘ⠽᭭㸵ㅫ ೼࣪Ꮉ䖛⿟Ёˈϔѯা᳝⠽⧚ব࣪ˈϡথ⫳࣪ᄺডᑨⱘऩܗ᪡԰ˈབ⏋ড়ǃ㪌佣ǃ㪌 থǃᑆ➹ǃ਌ᬊǃ㒧᱊ǃ㧗পㄝˈ䖭ѯ䖛⿟䛑ৃҹḍ᥂⠽᭭㸵ㅫᓣˈ߫ߎᘏ⠽᭭੠৘㒘ߚⱘ 㸵ㅫᓣˈݡ⫼ҷ᭄⊩∖㾷DŽ ϔǃㅔऩ䖛⿟ⱘ⠽᭭㸵ㅫ ㅔऩ䖛⿟ᰃᣛҙ᳝ϔϾ䆒໛៪ϔϾऩܗ᪡԰៪ᭈϾ䖛⿟ㅔ࣪៤ϔϾ䆒໛ⱘ䖛⿟ DŽ䖭⾡ 䖛⿟ⱘ⠽᭭㸵ㅫ↨䕗ㅔऩˈ೼⠽᭭⌕⿟ㅔ೒Ёˈ䆒໛䖍⬠ህᰃԧ㋏䖍⬠DŽ ϟ䴶В՟䇈ᯢ䅵ㅫℹ偸੠䅵ㅫᮍ⊩DŽ ϔ⾡ᑳ䝌ˈ㒘៤Ў 23ˁ(䋼䞣ˁ)HNO3ˈ57ˁH2SO4 ੠ 20ˁH2Oˈࡴ ܹ93ˁⱘ⌧ H2SO4 ঞ 90ˁⱘ⌧ HNO3ˈ㽕∖⏋ড়៤ 27ˁHNO3 ঞ 60ˁH2SO4 ⱘ⏋ড়䝌ˈ䅵ㅫ᠔䳔ᑳ䝌ঞࡴܹ ⌧䝌ⱘ᭄䞣DŽ 㾷˖ 䆒 x??ᑳ䝌䞣ˈkg˗ y??⌧ H2SO4 䞣ˈkg˗ z??⌧ HNO3 䞣˗ 1ǃ⬏⠽᭭⌕⿟ㅔ೒ 0.57 0.20 z kg 0.23 y kg 0.60 0.13 0.27 0.07 0.90 0.93 0.10 ⏋ড়䖛⿟ ᑳ䝌[NJ ⏋ড়䝌 HNO3 O H2S H2 O4 HNO3 2 2 H H O SO4 H2SO4 H2O H NO3 H2O 2ǃ䗝ᢽ෎ޚৃˈҹ䗝ᑳ䝌៪⌧䝌ⱘ䞣Ў෎ޚˈгৃҹ⫼⏋ড়䝌ⱘ䞣Ў෎ޚ಴ˈЎಯ ⾡䝌ⱘ㒘៤ഛᏆⶹˈ䗝ӏԩϔ⾡԰෎ޚ䅵ㅫ䛑ᕜᮍ֓DŽ 3ǃ߫⠽᭭㸵ㅫᓣˈ䆹ԧ㋏᳝ 3 ⾡㒘ߚৃˈҹ߫ߎ 3 Ͼ⣀ゟᮍ⿟ˈ᠔ҹ㛑∖ߎ 3 Ͼ᳾ ⶹ䞣DŽ ෎ޚ˖100kg ⏋ড়䝌 ᘏ⠽᭭㸵ㅫᓣ x + y + z=100 (1) H2SO4 ⱘ㸵ㅫᓣ 0.57x + 0.93y=100×0.6=60 (2)