Скачиваний:
174
Добавлен:
07.01.2014
Размер:
146.94 Кб
Скачать

Материальный баланс химико-технологической системы

Химическое производство как химико-технологическая системаХимическое производство представляет собой химико-технологическую систему (ХТС) - совокупность элементов (аппаратов), соединенных между собой связями (потоками).

Постановка задачи расчета материального баланса ХТС. Заданы исходные вещества, поступающие на переработку в химическое производство, их количество и все воздействия на них, осуществляемые в аппаратах. Определение количества и состава всех потоков в технологической схеме ХТС называется расчетом материального баланса ХТС, а результаты этого расчета называют материальным балансом ХТС.

Подготовка к расчету материального баланса с использованием пк spt_xtc Расчетная схема хтс

Задана технологическая схема химического производства, например на рис. 1:

Рис. 1. Технологическая схема процесса. Р - реактор; Ф - фильтр; РК - ректификационная колонна; АБС - абсорбер; АДС - адсорбер; ТО - теплообменник; Н - насос; I1, I2 - потоки, входящие в ХТС; Р1, Р2, Р3, Р4 - продукты, выводимые из ХТС; Х – хладагент

Для расчета материального баланса ХТС надо привести технологическую схему производства к расчетной схеме. Это делается в два этапа.

1) Исключаем элементы, которые не изменяют состав потока и его величину, например, теплообменники, и получаеми сокращенный вариант ХТС - рис. 2,

Рис. 2. Сокращенная схема ХТС, полученная из технологической схемы рис. 1 путем исключения теплообменников и насоса. Обозначения те же, что на рис. 1

2) Технологические аппараты представим в виде расчетных элементов ХТС.

Четыре типа расчетных элементов позволяют воспроизвести работу всех технологических аппаратов

Рис. 3. Расчетные элементы ХТС: а - смеситель потоков СМ; б - простой делитель потока ДП; в - линейный делитель потока ДЛ; г - химический реактор Р. Вх, Вх1, Вх2 - входные потоки; Вых, Вых1, Вых2 - выходные потоки; G, G1, G2 - массовые величины потоков; ci, ci1, ci2 - концентрации веществ в потоках

Смесительсмешивает два потока, имеет два входа и один выход (рис. V.3,а).

Делитель простой ДП (рис. 3,б) производит разветвление потока на два, при этом составы потоков не изменяются. Один из выходящих из делителя потоков составляет долюот входного потока, другой, соответственно, - долю (1-).

Делитель линейный ДЛ(рис. 3,в) делит поток на два, но для него определен коэффициент разделения каждого компонентаi- доля количестваi-го вещества, выходящего с одним из потоков.

Реакторизменяет химический состав потока за счет протекания химической реакции. Элемент - реактор - имеет один вход и один выход (рис. V.3,г). Для реактора задаются стехиометрическое уравнение реакции и степень превращения ключевого (которое в недостатке) вещества.

Расчетная схема ХТСпоказана на рис. 5.

Рис. 5. Расчетная схема ХТС, полученная из сокращенной схемы рис. 2 и расчетных элементов рис. 3. Пунктиром выделены технологические аппараты схемы на рис. 2

Расчетную схему ХТС (рис. 5) записываем в табличном виде (табл. 1).

Таблица 1. Табличный вид расчетной схемы ХТС из рис. 5

Расчетный элемент ХТС

Вх1

Вх2

Вых1

Вых2

1

Смеситель

0

5

2

2

Реактор

1

3

3

Делитель линейный

2

4

0

4

Делитель линейный

3

5

6

5

Делитель простой

4

1

0

6

Смеситель

4

9

7

7

Делитель линейный

6

10

8

8

Делитель линейный

7

0

0

9

Смеситель

10

0

6

10

Делитель простой

7

9

0

Для каждого расчетного указан его номер и потоки: входящие представлены номером элемента, из которого поток поступает; выходящий поток - номером элемента, в который он направляется. Потоки, входящие в ХТС из вне, и выходящие из ХТС, имеют номер 0 (ноль).

Примечание. Аппараты (элементы) нумеровать по порядку прохождения через них технологического потока.

Соседние файлы в папке Теория (3 работы) - Бесков - 2003