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⼲燥过程的物料平衡与热平衡计算⼲燥过程的物料与热平衡计算1、湿物料的含⽔率湿物料的含⽔率通常⽤两种⽅法表⽰。
(1)湿基含⽔率：⽔分质量占湿物料质量的百分数，⽤ω表⽰。
(2)⼲基含⽔率：由于⼲燥过程中，绝⼲物料的质量不变，故常取绝⼲物料为基准定义⽔分含量。
把⽔分质量与绝⼲物料的质量之⽐定义为⼲基含⽔率，⽤χ表⽰。
(3)两种含⽔率的换算关系：2、湿物料的⽐热与焓(1)湿物料的⽐热m C湿物料的⽐热可⽤加和法写成如下形式：式中：m C —湿物料的⽐热，()C kg J ο?绝⼲物料/k ；s C —绝⼲物料的⽐热，()C kg J ο?绝⼲物料/k ；w C —物料中所含⽔分的⽐热，取值4.186()C kg J ο?⽔/k(2)湿物料的焓I '湿物料的焓I '包括单位质量绝⼲物料的焓和物料中所含⽔分的焓。
(都是以0C ο为基准)。
式中：θ为湿物料的温度，C ο。
3、空⽓的焓I空⽓中的焓值是指空⽓中含有的总热量。
通常以⼲空⽓中的单位质量为基准称作⽐焓，⼯程中简称为焓。
它是指1kg ⼲空⽓的焓和它相对应的⽔蒸汽的焓的总和。
空⽓的焓值计算公式为：或()χχ2490t 1.881.01I ++=式中；I —空⽓(含湿)的焓，绝⼲空⽓kg/kg ；χ—空⽓的⼲基含湿量，绝⼲空⽓kg/kg ；1.01—⼲空⽓的平均定压⽐热，K ?kJ/kg ；1.88—⽔蒸汽的定压⽐热，K ?kJ/kg ；2490—0C ο⽔的汽化潜热，kJ/kg 。
由上式可以看出，()t 1.881.01χ+是随温度变化的热量即显热。
⽽χ2490则是0C ο时kg χ⽔的汽化潜热。
它是随含湿量⽽变化的，与温度⽆关，即“潜热”。
4、⼲燥系统的物料衡算⼲燥系统的⽰意图如下：(1)⽔分蒸汽量W按上述⽰意图作⼲燥过程中的0⽔量与物料平衡，假设⼲燥系统中⽆物料损失，则：2211χχG LH G LH +=+ ⽔量平衡式中：W —单位时间内⽔分的蒸发量，s kg /；G —单位时间内绝⼲物料的流量，/s 绝⼲物料kg ；21H H ，—分别为⼲燥介质空⽓中的进⼊和排出⼲燥器的⽔分含量，绝⼲空⽓⽔/kg kg ；L —单位时间内消耗的绝⼲空⽓量，s /kg 绝⼲空⽓。
100T顶底复吹转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算5.1 物料平衡计算5.1.1 计算原始数据基本原始数据有：冶炼钢种及成分、铁水和废铁的成分、终点钢水成分；造渣用溶剂及炉衬等原材料成分；脱氧和合金化用铁合金的成分及回收率；其他工艺参数。
表5-2 原材料成分石灰中S自耗的CaO量表5-3 矿石加入量及成分矿石中S消耗CaO量=0.001*2/3*56/32=0.001kg5.1.2物料平衡的基本项目收入项有：铁水、废钢、溶剂（石灰、矿石、轻烧白云石）、氧气、炉衬蚀损、铁合金。
支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。
5.1.3 计算步骤以100㎏铁水为基础进行计算。
第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。
总渣量包括铁水中元素氧化，炉衬腐蚀和加入溶剂的成渣量。
其各项成渣量分别列于表5-5~表5-7。
总渣量及成分如表5-8所示：铁水中元素氧化量表5-5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量①由CaO还原出的氧量；计算出铁水中S消耗CaO量=0.009×56/32=0.016㎏。
表5-6 炉衬腐蚀的成渣量表5-7 加入溶剂的成渣量①.石灰加入量：石灰加入量=()()有效CaO CaO R SiO %2∑∑-⨯=（1.171*3.2-0.657）/(88.0%-3.2×2.50%) =（3.747-0.657）/0.8 =3.09/0.8 =3.863kg∑（SiO 2）=铁水[Si]生成（SiO 2）+炉衬、矿石、白云石带入（SiO 2）；=1.071+0.009+0.046+0.045=1.171㎏；∑（CaO ）=白云石、矿石、炉衬带入（CaO ）-铁水、矿石中S 消耗CaO 量；=0.66+0.01+0.004-0.001-0.016=0.657㎏;因设定终渣碱度R=3.2：%CaO 有效=石灰中（%CaO ）-碱度R ×石灰中（% SiO 2）=88.0%-3.2×2.50%表5-8 总渣量及其成分渣Σω(FeO)=15%(表5-4)，故总渣量为7.4/86.75%=7.4/86.75%=8.53㎏。
化学平衡与平衡图像【知识精讲】平衡图像一般有两种，折线图一般是转折点往后才达到平衡状态，注意转折点的横坐标和纵坐标，横坐标表示达到平衡所需的时间，时间越短，反应速率越快，温度或压强越高。
纵坐标表示达到平衡时的转化率或百分含量，抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用勒夏特列原理解题。
曲线图。
在曲线上的点表示平衡点，关注曲线图的走势，有多个变量时，注意控制变量。
示例反应：m A(g)+n B(g)h C(g)+q D(g) ΔH1. 转化率-时间-温度(压强)图：p一定时，ΔH<0 T一定时，m+n>h+qT一定时，m+n<h+q T一定时，m+n=h+q2. 含量-时间-温度(压强)图：这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度(压强)下对时间的关系，解题时要注意，一定条件下物质含量不再改变是化学反应达到平衡的特征。
p一定时，ΔH>0 p一定时，ΔH>0T一定时，m+n>h+q T一定时，m+n>h+q3. 转化率-温度-压强图：m+n>h+q，ΔH>0 m+n<h+q，ΔH<04. 含量-温度-压强图：m+n>h+q，ΔH>0 m+n<h+q，ΔH>0m+n>h+q，ΔH<0 m+n>h+q，ΔH>0【经典例析】例1. (1) 可逆反应：a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)ΔH=Q。
根据下图回答：①p1p2；②a+b c+d；③T1T2；④ΔH0。
(2) 可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g)ΔH=Q，平衡时C的百分含量、B的转化率与温度、压强的关系满足下图，根据图像回答：①p1p2；②ΔH0。
③图中标出的1、2、3、4四个点表示v(正)>v(逆)的点是。
(3) 某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH<0。
下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。
污泥热干化工艺系统热平衡分析杨新海;刘泽庆;濮文良;薛永明;王星【摘要】以某热电厂污泥热干化系统为研究对象,对该系统中核心设备“圆盘干化机”运行过程的热量平衡进行了研究分析.研究发现当干化机运行工况为进料量3.71 t/h、蒸汽消耗量3.15 t/h时,蒸汽凝结时释放的热量(输入的热量)为1 855.9 kW.干化机输出总热量为1 855.7 kW,热平衡计算误差0.1％.其中干化机散热占输入热量的1.29％、载气带走热量占输入热量的3.27％、污泥干化温升吸热占比1.75％,污泥中水分蒸发吸热量占比93.68％.【期刊名称】《环境卫生工程》【年(卷),期】2016(024)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】污泥;热干化;圆盘干化机;热平衡【作者】杨新海;刘泽庆;濮文良;薛永明;王星【作者单位】上海环境卫生工程设计院有限公司,上海200232;上海环境卫生工程设计院有限公司,上海200232;苏州江远热电有限责任公司,江苏苏州 215128;苏州江远热电有限责任公司,江苏苏州 215128;上海环境卫生工程设计院有限公司,上海200232【正文语种】中文【中图分类】X705污泥热干化工艺是利用电厂蒸汽加热污泥蒸发脱水的一种处理工艺，经处理后污泥含水率达到40%以下，使低热值的污泥转变成较高热值的可用燃料，然后实施清洁高效燃烧。
焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小，能量可用于污泥自身的干化或发电供热；高温能够杀死病原体。
焚烧后的产物经浸出毒性试验，如果不属于危险废物的焚烧灰可以被综合利用，制成有用的建材产品［1］。
笔者以苏州江远热电有限责任公司的污泥热干化系统为例，对该公司的污泥热干化系统进行了能效分析，为今后开展污泥干化工程提供一定的技术参考。
本研究的污泥热干化系统由江苏某燃煤电厂结合自有的燃煤锅炉、蒸汽系统等条件建设而成。
热干化生产线规模为3×100 t/d，通过蒸汽间接放热将含水率80%～82%的污泥烘干至含水率40%左右。
