沈阳化工大学学士学位论文 第三章 物料衡算
- 15 - 第三章 物料衡算
3.1 计算基准的选择
（1） 年工作日365-53（法定节假日）= 312天
（2） 设备大修20天/年= 480小时
（3） 特殊情况停车 10天/年
（4） 清理机头、滤网 1次/ 15天 5小时/次
（312-20-10）×（1/15）×5= 94小时= 3.917天
（5） 开车时间
365-53-20-10-3.917=278.083天=6673.992小时
（6） 设备利用系数
K=实际开车时间/年工作时间
=278.083/312=0.89
3.2 损失率及物料平衡计算
生产7000吨箱包用PVC人造革
3.2.1压延成型段损失
表3-1 压延成型段物料损失率
工序 自然损耗 扫地 下脚料 成品
百分率% 0.2 0.3 2.2 97.3
半成品粉料需求量是5900（吨/年）/0.973 = 6063.72吨/年=809.8千克/小时
自然损耗占： 6063.72吨/年× 0.2% = 12.13吨/年
扫地料占： 6063.72吨/年× 0.3% = 18.19吨/年 沈阳化工大学学士学位论文 第三章 物料衡算
- 16 - 下脚料占： 6063.72吨/年× 2.2% = 133.40吨/年
表 3-2 压延成型工段物料平衡表
工序 物料输入 自然损耗量 扫地料 下脚料 成品
物料量（吨/年） 6063.72 12.13 18.19 133.40 5900
3.2.2 预塑化及塑化段损失
表3-3 预塑化、塑化段物料损失表
甲醇制氢物料平衡计算 甲醇制氢的物料流程如图1－2。流程包括以下步骤：甲醇与水按配比1：1.5进入原料液储罐，通过计算泵进入换热器（E0101）预热，然后在汽化塔（T0101）汽化，在经过换热器(E0102)过热到反应温度进入转化器(R0101)，转化反应生成H2、CO2的以及未反应的甲醇和水蒸气等首先与原料液换热(E0101)冷却，然后经水冷器(E0103)冷凝分离水和甲醇，这部分水和甲醇可以进入原料液储罐，水冷分离后的气体进入吸收塔，经碳酸丙烯脂吸收分离CO2，吸收饱和的吸收液进入解析塔降压解析后循环使用，最后进入PSA装置进一步脱除分离残余的CO2、CO及其它杂质，得到一定纯度要求的氢气。
图1－2 甲醇制氢的物料流程图及各节点物料量
1 物料衡算
1、依据
甲醇蒸气转化反应方程式:
CH3OH→CO↑+2H2↑ （1-1）
CO+H2O→CO2↑+ H2↑ （1-2）
CH3OH分解为CO转化率99%,反应温度280℃,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).
2、投料计算量 代入转化率数据,式(1-3)和式(1-4)变为:
CH3OH→0.99CO↑+1.98H2↑+0.01 CH3OH
CO+0.99H2O→0.99CO2↑+ 1.99H2+0.01CO
合并式(1-5),式(1-6)得到:
CH3OH+0.981 H2O→0.981 CO2↑+0.961 H2↑+0.01 CH3OH+0.0099 CO↑
氢气产量为: 1200m3/h=53.571 kmol/h
甲醇投料量为: 53.571/2.9601ⅹ32=579.126 kg/h
水投料量为: 579.126/32ⅹ1.5ⅹ18=488.638 kg/h
沸腾炉的设计年产6万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计
江西理⼯⼤学课程设计
⾳问久疏，唯愿⼀切康适。
沸腾焙烧炉设计
题⽬年产6万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计专业冶⾦⼯程
班级冶⾦093
姓名华仔
学号31
指导教师万林⽣- 1 -
⽬录
第⼀章设计概述 (1)1.1设计依据 (1)
1.2设计原则和指导思想 (1)
1.3毕业设计任务 (1)
第⼆章⼯艺流程的选择与论证 (1)2.1原料组成及特点 (1)
2.2沸腾焙烧⼯艺及主要设备的选择 (1)
第三章物料衡算及热平衡计算 (3)3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (3)
3.1.1锌精矿硫态化焙烧冶⾦计算 (3)
3.1.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (4)
3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (6)
3.1.4焙烧要求的空⽓量及产出烟⽓量与组成的计算 (7)
3.2热平衡计算 (9)
3.2.1热收⼊ (9)
3.2.2热⽀出 (12)
第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (13)4.1床⾯积 (13)
4.2前室⾯积 (14)
4.3炉膛⾯积和直径 (13)
4.4炉膛⾼度 (14)
4.5⽓体分布板及风帽 (15)
4.5.1⽓体分布板孔眼率 (15)
4.5.2风帽 (15)4.6沸腾冷却层⾯积 (15)
4.7⽔套中循环⽔的消耗量 (14)
4.8风箱容积 (15)
4.9加料管⾯积 (15)
4.10溢流排料⼝ (15)
4.11排烟⼝⾯积 (15)
参考⽂献 (15)- I -
第⼀章设计概述1.1设计依据
根据《冶⾦⼯程专业课程设计指导书》。1.2设计原则和指导思想
对设计的总要求是技术先进;⼯艺上可⾏;经济上合理，所以,设计应遵循的原则和指导思想为：1、遵守国家法律、法规，执⾏⾏业设计有关标准、规范和规定，严格把关，精⼼设计；
2、设计中对主要⼯艺流程进⾏多⽅案⽐较，以确定最佳⽅案；
3、设计中应充分采⽤各项国内外成熟技术，因某种原因暂时不上的新技术要预留充分的可能性。所采⽤的新⼯艺、新设备、新材料必须遵循经过⼯业性试验或通过技术鉴定的原则；4、要按照国家有关劳动安全⼯业卫⽣及消防的标准及⾏业设计规定进⾏设计；
* *
第三章物料衡算与热量衡算
习题1连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38％(wt)和甲苯62％的混合溶液，要求馏出液中能回收原料中97％的苯，釜残液中含苯不低于2％。进料流量为20000kg／h，求馏出液和釜残液的流量和组成。
解：苯的相对分子质量为78，甲苯的相对分子质量为92。以下标B代表苯。
进料中苯的摩尔分数 38780.419638627892FBx
釜残液中苯的摩尔分数 2780.023512987892WBx
进料平均相对分子质量 0.419678(10.4196)9286.13M
进塔原料的摩尔流量 2000232.2/86.13Fkmolh
依题意，馏出液中能回收原料中97%的苯，所以
97.430.9794.51/DBDxkmolh
作全塔苯的质量衡算得 FBDBWBFxDxWx F, xF D, xD
W, xW * *
作全塔总质量衡算得 FWD
将已知数据代人上述质量衡算方程得
232.20.419694.510.02351
232.2WD
解得 124.2/,108/WkmolhDkmolh
所以，94.5194.510.8752108DBxD
组分 塔进料 塔顶馏出物 釜残液
kg/h %(wt) kmol/h %(mol) kg/h %(wt) kmol/h %(mol) kg/h %(wt) kmol/h %(mol)
苯 7600 38 97.43 41.96 7372.6 85.60 94.52 87.52 227.8 2.0 2.92 2.35
甲苯 12400 62 134.8 58.04 1240.2 14.40 13.48 12.48 11159.4 98.0 121.3 97.65
合计 20000 100 232.2 100 8612.8 100 108 100 11387.2 100 124.2 100
