第三章物料平衡计算

三、物料平衡计算的方法和步骤 （一）水泥厂的物料平衡计算1.烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 （1）年平衡法计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（水泥年产量的要求），先计算要求的熟料年产量，然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算出烧成系统和工厂的生产能力。

①要求的熟料年产量可按式（3-1）计算： Q y =ped ---100100G y （3-1)式中 Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）；G y ——工厂规模（t/a ）；d ——水泥重视高的掺入量（%）；e ——水泥中混合材的掺入量（%）； p ——水泥的生产损失（%），可取为3%~~5%。

当计划书任务书规定的产品品种有两种或两种以上，但所用的熟料相同时，可按下式分别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和。

Q y1=pe d ---10010011G y1（3-2）Q y2=pe d ---10010022G y2(3-3)Qy=Q y1+Q y2(3-4)式中 Q y1，Q y2——分别表示每种水泥要求的熟料年产量（t/a ）；G y1，G y2——分别表示每种水泥年产量（t/a ）； d 1，d 2——分别表示每种水泥中石膏的渗入量（%）； e 1，e 2——分别表示每种水泥中混合材的渗入量（%）； Q y ——两种熟料年产量的总和（t/a ）。

②窑的台数可按式（3-5）计算：n=1.8760h QQyη (3-5)式中 n ——窑的台数；Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）;Q h.1——所选窑的标定台时产量【t/(台·h)】；η——窑的年利用率，以小数表示。

不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑0.90，传统干法窑0.85，机立窑0.8~0.85，悬浮预热器窑、预分解窑0.85；8760——全年日历小时数。

算出窑的台数n 等于或略小于整数并取整数值。

例如，n=1.9，取为两台，此时窑的能力稍有富余，这是允许的，也是合理的。

第三章物料衡算＆ 3.1流程示意图3.1.1画流程示意图3.1.2 化学反应方程式：3.1.3 确定计算任务：聚合与沉析（混料槽）均属于间歇操作，需要建立时间平衡。

由设计任务和生产现场可知生产规模、生产时间、消耗定额、各步损失以及聚合配方等工艺操作条件。

可以顺流程展开计算，并按间歇过程与连续过程分别确定基准依次计算。

间隙过程基准：kg/釜；连续过程基准：kg/h＆ 3.2生产数据3.2.1全装置生产数据1、生产规模：20000吨PVC/年2、生产时间：8000h3、聚合釜数据：1）体积：33m32）装料系数：0.93）每釜投料量：10t4）平均每釜产量：8486㎏4、生产周期1抽真空至600mmHg……………………………………………………………………………h21充氮再抽真空至600mmHg……………………………………………………………………h22加单体、助剂、水……………………………………………………………………………h31升温……………………………………………………………………………………………h26反应……………………………………………………………………………………………h2排气、清物料…………………………………………………………………………………h11清釜……………………………………………………………………………………………h612合计……………………………………………………………………………………………h5、损耗分配聚合车间总收率为94.8％。

总消耗为6.2％。

各步骤的损失分配如下（间歇过程以单体进料量为准，连续过程以聚合釜内反应生成的聚合物为准）：聚合釜：VC 0.1％；PVC 0.2%；混料槽：VC 0.8％；PVC 0.8％；汽提塔：VC 0.1%；PVC 0.2％；离心：PVC 0.5%气流干燥：PVC 0.1%；沸腾干燥：PVC 1％；包装：PVC 1.5％合计：6.2％（其中PVC占5.2％，VC占1.0％）6、聚合配方1）单体纯度：为方便起见，按100％计算新鲜料：回收料＝9：12）水油比：1.85软水/VC3）助剂：名称用量引发剂：IPP（75％）水溶液0.025％VC分散剂：HPMC（6%水溶液）0.0365％VCPV A （3％水溶液）0.0365％VC热稳定剂：有机锡0.025％VCPH调节剂：H3PO4（50％水溶液）0.046％VC铁离子螯合剂：EDTA 0.02％VC链终止剂：双酚A 0.04％VC7、操作时间与控制指标聚合温度59±0.5℃出料压力6kg/cm3（表压）转化率90％混料槽温度为75℃，操作规定加42％液碱14L，加碱量为0.05％～1％（母液中含NaOH量）。

物料平衡计算
7.物料平衡计算方法：
7.1 物料平衡计算：
配料平衡= 实际配料量（kg）
×100% 批理论配料量（kg）
物料平衡范围：99.5~100.5%
压片平衡= 【成品片重量（kg）+可回收量（kg）+不合格品量（kg）
+废弃量（kg）】×100%
领取颗粒重量（kg）
物料平衡范围：98%--100%
内包装平衡= 【实际产量（板）+取样量（板）+不合格品量（板）+废弃量
（板）】×100%
理论产量（板）
物料平衡范围：99.5%~100.5%
包装平衡= 【成品箱数（箱）×1板×10盒×20包+零头（包）×
1板×10盒+取样量（盒）×1板+不合格品量（板）】
×100%
半成品数量（板）
物料平衡范围：98%~102%
成品物料平衡= 成品入库数量+留样数量+不合格数量
×100% 理论产量（粒）
标签和类标签的包材物料平衡达100% 7.2技术经济指标：
7.2.1成品率：（理论收率）
成品率= 成品入库数量+留样量
×100% 理论产量
7.2.2成本：
成本=
车间成本（元）
成品与入库数量（片）7.2.3一次合格率：一次合格率= 一次合格品数
×100% 成品数。

第三章物料平衡计算物料平衡计算是工程中的一项重要工作，其主要目的是通过对物料的输入、输出和转化过程进行分析和计算，确保工艺流程的稳定和可行性。

物料平衡计算需要考虑物料的质量、能量和动量方面的平衡，以及相应的测试和测量方法。

在进行物料平衡计算之前，首先需要了解和收集有关工艺流程的物料参数，如输入物料的质量流量、组成和温度，以及输出物料的质量流量、组成和温度等信息。

这些信息通常可以从实验、数据手册和现场测量获得。

接下来，进行物料平衡计算时需要考虑物料的输入、输出和转化过程。

输入物料可以是原料、能源或辅助材料等，输出物料可以是产品、废弃物或副产物等。

转化过程可以是化学反应、物理转化或传递过程等。

在计算过程中，需要将输入物料的质量流量、组成和温度与输出物料的质量流量、组成和温度进行对比和平衡，确保它们之间的一致性。

物料平衡计算的方法包括输入输出法和进退法。

输入输出法是通过累积分析输入物料和输出物料的质量和能量变化，计算物料的转化率和能量效率。

进退法是通过分析物料在不同过程中的流动和转化情况，计算各物料之间的平衡关系。

在进行物料平衡计算时，还需要考虑物料的测试和测量方法。

常用的测试方法包括采样、化验和仪器测量等。

采样是获取物料样本的过程，化验是通过实验室测试获取物料组成和性质的过程，仪器测量是通过使用各种仪器设备对物料进行质量、温度和压力等性质的测量。

物料平衡计算在实际工程中有着广泛的应用。

它可以帮助工程师了解和优化工艺流程，改进生产效率和产品质量。

在化工工程中，物料平衡计算可以用于计算化学反应的反应物和产物之间的转化率和收率。

在环境工程中，物料平衡计算可以用于衡量废水处理过程中的污染物去除效率。

在能源工程中，物料平衡计算可以用于优化能源利用和能源消耗。

总之，物料平衡计算是工程中不可或缺的一项工作，通过对物料的输入、输出和转化过程进行分析和计算，确保工艺流程的稳定和可行性。

它需要考虑物料的质量、能量和动量方面的平衡，以及相应的测试和测量方法。

物料平衡计算公式在化工、制造业以及环境保护等领域，物料平衡计算是一项重要的工作。

通过物料平衡计算，可以确保生产过程中物料的流动和转化得到准确控制，从而提高生产效率和产品质量。

物料平衡计算利用物质守恒定律，根据输入和输出物质的质量来推导系统内部物质的转化和流动情况。

在进行物料平衡计算时，通常需要采用一些计算公式来求解各个参数和变量。

下面将介绍几个常用的物料平衡计算公式。

1. 总质量平衡计算公式总质量平衡计算是最基本的物料平衡计算。

它根据输入和输出物质的总质量来推导系统内部物质的转化和流动情况。

总质量平衡计算公式可以表示为：输入物质的总质量 = 输出物质的总质量 + 系统内部物质的总质量变化这个公式意味着，系统内部物质的总质量随着时间的推移可能会发生变化，可能会增加或减少。

2. 组件质量平衡计算公式除了总质量平衡计算，组件质量平衡计算也是非常重要的。

它根据输入和输出物质的组件质量来推导系统内部物质的组件转化和流动情况。

组件质量平衡计算公式可以表示为：输入物质中某组件的质量 = 输出物质中某组件的质量 + 系统内部物质中某组件的质量变化这个公式可以根据具体情况来进行求解，比如针对某个特定的化学反应，可以将反应物的组件质量与生成物的组件质量进行比较，从而推导出系统内部物质的组件转化情况。

3. 能量平衡计算公式除了物质平衡计算，能量平衡计算也是非常重要的。

它根据输入和输出物质的能量来推导系统内部物质的能量转化和流动情况。

能量平衡计算公式可以表示为：输入物质的总能量 = 输出物质的总能量 + 系统内部物质的总能量变化 + 系统对外界的能量传递这个公式包含了系统内部物质能量的变化以及系统与外界交换能量的情况。

在能量平衡计算中，通常需要考虑物质的热容和热传导等因素。

4. 浓度平衡计算公式在某些情况下，需要根据输入和输出物质的浓度来推导系统内部物质的浓度转化和流动情况。

浓度平衡计算公式可以表示为：输入物质中某组件的浓度× 输入物质的总流量 = 输出物质中某组件的浓度× 输出物质的总流量 + 系统内部物质中某组件的浓度变化× 系统内部物质的总流量这个公式可以根据具体情况来进行求解，比如针对某个溶解过程，可以将溶质的浓度与溶液的总流量进行比较，从而推导出系统内部物质的浓度转化情况。

物料平衡怎么计算？
物料平衡计算方式：物料平衡率=（实际产量 + 抽样量 + 损耗量）/ 理论产量×100%
产品或物料实际产量或实际用量及收集到的损耗之和与理论产量或理论用量之间的比较，并考虑可允许的偏差范围。

2、在分析化学中，物料平衡是指在一个化学平衡体系中，某一给定物资的总浓度（即分析化学浓度）与各有关形式平衡浓度之和相等。

学术文献
1、所谓物料平衡，在钢铁企业中主要是指金属料的平衡。

投入品中含铁量多少，出来的产成品中含铁量多少，这之间应当平。

.每一个工序之间投入、产出都进行物料平衡，可以从根本上杜绝由于物料不平衡造成一部分原材料流失。

2、物料平衡是指包括燃料灰分、焦炭、脱硫剂及添加剂在内的固体床料在炉膛、分离器和回料装置组成的系统中形成的动态平衡
3、物料平衡是指产品或物料的理论产量或用量之间的比较,可允许有正常的偏差.因此,品牌个性定位不只是宣传产品,关键是发掘出兼容具体产品的独特风格与经营理念
4、Kw(2)HA的存在形式有HA及A-两种,其浓度和等于HA的分析浓度(所谓酸的分析浓度指未电离酸和已电离酸浓度之和)c:[A-]+[HA]=c(3)这种把一种物质在溶液中存在的各物种浓度之和等于其分析浓度的关系物称为物料平衡
循环流化床锅炉的运行是否正常，是否能够达到额定出力，物料的平衡和热量的平衡是关键。

运行时，实际燃烧份额分配与设计是否相符合，会直接影响运行工况。

参考资料
于志家.《化工过程物料平衡与能量平衡》.大连：大连理工大学出版社，2011。

第三章物料衡算第一节概述一、物料衡算的作用和任务物料衡算是医药工艺设计的基础，根据所需要设计项目的年产量，通过对全过程或者单元操作的物料衡算计算，可以得到的单耗(生产1Kg产品所需要消耗的原料的Kg数)、副产品量以及输出过程中物料损耗量以及“三废”生成量等，使设计由定性转向定量。

在制药过程中经常遇到有关物料的各种数量和质量指标，如“量”(产量、流量、消耗量、排出量、投料量、损失量、循环量等)；“度”(纯度、浓度、分离度等)，“比”(配料比、循环比、固液比、气液比、回流比等)；“率”(转化率、单程收率、产率、回收率、利用率等)等。

这些量都与物料衡算有关，都影响到实际上的物料平衡。

因此，物料衡算是制药生产(及设计)的基本依据，是衡量制药生产(以及任何生产)经济效果的基础，对改进生产和指导设计具有重大意义。

二、物料衡算的类型在医药生产中，我们按照物质的变化过程来分，可以将物料衡算分为两类：一类是物理过程的物料衡算，即在生产系统中，物料没有发生化学反应的过程，它所发生的只是相态和浓度的变化，这类物理过程在医药工业中主要体现在混合过程和分离过程。

如流体输送、吸附、结晶、过滤、干燥、粉碎、蒸馏、萃取等单元操作。

图3-1盐酸林可霉素结晶过程物料衡算另一类是化学过程的物料衡算，即由于化学反应，原子与分子之间形成新的化学键，从而形成完全不同的新物质的过程。

在进行计算时候，经常用到组分平衡和化学元素平衡，特别是当化学反应计量系数未知或很复杂以及只有参加反应的各物质的化学分析数据时，用元素平衡最方便，有时甚至只能用该方法才能解决(如非那西丁酰化反应见图3-2)。

同时，在化学反应中，还涉及化学反应速率、转化率、产物收率等因素。

图3-2非那西丁酰化工段物料衡算此外，物料衡算还可以按照操作方式的不同，可以分为两类：一类是连续操作。

如生产枸橼酸铋钾的喷雾干燥操作，需要向干燥器中输送具有一定速度、湿度和温度的空气，同时湿物料从反方向以速度通过干燥器，尽管物料在干燥器中不断被加热，所处的状态在不断改变，但对某一具体部位而言，其所处的状态是不随时间的改变而改变的。