化工中物料衡算和热量衡算公式
物料衡算和热量衡算
物料衡算
根据质量守恒定律，以生产过程或生产单元设备为研究对象，对其进出口处进行定量计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系，以及计算各种原料的消耗量，各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。
物料衡算的基础
物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即进入一个系统的全部物料量必等于离开系统的全部物料量，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。
∑G1=∑G2+∑G3+∑G4
∑G2：——输人物料量总和；
∑G3：——输出物料量总和；
∑G4：——物料损失量总和；
∑G5：——物料积累量总和。
当系统内物料积累量为零时，上式可以写成：
∑G1=∑G2+∑G3
物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可确定设备容积、台数、主要尺寸，同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。
物料衡算的基准
(1)对于间歇式操作的过程，常采用一批原料为基准进行计算。
(2)对于连续式操作的过程，可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计算。物料衡算的结果应列成原材料消耗定额及消耗量表。
消耗定额是指每吨产品或以一定量的产品(如每千克针剂、每万片药片等)所消耗的原材料量；而消耗量是指以每年或每日等时间所消耗的原材料量。
制剂车间的消耗定额及消耗量计算时应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。
热量衡算
制药生产过程中包含有化学过程和物理过程，往往伴随着能量变化，因此必须进行能量衡算。又因生产中一般无轴功存在或轴功相对来讲影响较小，因此能量衡算实质上是热量衡算。生产过程中产生的热量或冷量会使物料温度上升或下降，为了保证生产过程在一定温度下进行，则外界须对生产系统有热量的加入或排除。通过热量衡算，对需加热或冷却设备进行热量计算，可以确定加热或冷却介质的用量，以及设备所需传递的热量。
热量衡算的基础
热量衡算按能量守恒定律“在无轴功条件下，进入系统的热量与离开热量应该平衡”，在实际中对传热设备的衡算可由下式表示
Q 1+Q 2+Q 3=Q 4+Q 5+Q 6 （1—1）
式中： Q 1—所处理的物料带入设备总的热量，KJ;
Q 2—加热剂或冷却剂与设备和物料传递的热量（符号规定加热剂加入热
量为“+”，冷却剂吸收热量为“-”），KJ;
Q 3—过程的热效率，（符号规定过程放热为“+”；过程吸热为“-”）
Q 4—反应终了时物料的焓（输出反应器的物料的焓）
Q 5—设备部件所消耗的热量，KJ;
Q 6—设备向四周散失的热量，又称热损失,KJ;
热量衡算的基准可与物料衡算相同，即对间歇生产可以以每日或每批处理物料基准。（计算传热面积的热负荷必须以每小时作为基准，而该时间必须是稳定传热时间）热量衡算温度基准，一般规定25℃。热量衡算式中各项计算 从 （1—1）式中可得：
Q 2 =Q 4+Q 5+Q 6-Q 1-Q 3 (1—2)
式中各项可用以下计算方法
（1）Q 1和Q 4的计算
Q 1和Q 4均可以用下式计算：
Q=∑m i c i T 1(T 2)
式中： m i —反应物体系中组分I 的质量，Kg; c i —组分i 在0—T℃时的平均比热容，KJ/(Kg*℃)或KJ/(Kmol·℃);
T 1(T 2)—反应物系反应前后的温度，℃
（2）Q 3的计算
Q 3 作为过程的热效率分为化学反应热效应和物理过程热效应，在这次反应中
由于物理过程热效应较低，相比化学反应热效应可忽略不计，故过程热效应可由下式表示：
3r p Q Q Q =+
式中 r Q —化学反应热效应，KJ ；
p Q —物理过程热效应，KJ ；(可忽略不计)r Q 可通过标准化学反应热0r q 计算：
0(1000/)r A A r Q G M q =
式中 0r q —标准化学反应热，KJ/mol ；
A G —参与化学反应的A 物质质量，Kg ； A M —A 物质分子量。
000()()r c R c P q q q =∑-∑
反应体系中各物质标准焓为：
乙苯（40.219KJ/mol ）
苯（33.871 KJ/mol ）
甲苯（18.029KJ/mol ）
0r q =（33.871+18.029-40.219）KJ/mol=51.86KJ/mol
r Q =3Q =(1000×35430×51.86/104.15)=17641860.78KJ
Q 5=∑Micpi (T2—T1)
Mi ——设备上i 部件质量，kg ；
cpi ——设备上i 部件比热容，kJ ／(kg •℃)
T1——设备各部件初温，℃；
T2——设备各部件终温，℃。
设备向四周散失的热量(Q6)的计算
Q6=∑A α t(TW2一T0)t ×10-3
A ——设备散热表面积，m2；
α t ——散热表面向四周介质的联合给热系数，W ／(m2•℃)；
Tw2——四壁向四周散热时的表面温度，℃；
To ——周围介质温度，℃；
t ——过程持续时间，s 。
由加热剂或冷却剂传给设备和物料的热量的计算
Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3
选定加热剂(或冷却剂)，即可从有关手册查出该物质cp ，再确定其进出口温差ΔT ，则加热剂(或冷却剂)的用量为：
w=Q2／cp •ΔT
Q2=κA1•ΔT m
κ——传热系数，kJ／(m2•h．℃)；
Al——传热面积，m2；
ΔT m ——对数平均温差，℃。
ΔT m=(ΔT1—ΔT2)/ln(ΔTl／ΔT2)
从上式即可计算所需的传热面积。对不需加热或冷却的设备可不必进行热量计算，此时水、汽等消耗量的确定可从同类型的生产车间取得。
热量衡算结束应列成动力消耗定额及消耗量表。
物料和热量恒算举例
物料恒算和热量恒算主要用于设计中的设备选型。
每个工艺段都应该进行核算。
列：某厂年生产速效感冒胶囊3亿粒/年，年工作时间为250天，一天一班，实行8小时工作制。
处方：
对乙酰基粉 0.3g 维生素C 0.1g
胆汁粉 0.1g 咖啡因 0.003g
扑尔敏 0.003g 10%淀粉浆适量
色用色素适量
速效感冒胶囊工艺流程：粉碎、过筛、填充、包装。
现只针对粉碎工段进行物料恒算，其他相同。
注：处方中对乙酰基粉、维生素C、胆汁粉、咖啡因、扑尔敏都要经过粉碎。并且考虑20%的富余量。
300000000*0.3*10-3
对乙酰基粉每天用量：-------------------- *1.2 =432kg
250
300000000*0.1*10-3
维生素C每天用量： ------------------- *1.2=144kg
250
300000000*0.1*10-3
胆汁粉每天用量： ------------------ *1.2 =144kg
250
300000000*0.003*10-3
咖啡因每天用量： -------------------- *1.2 =4.32kg
250
300000000*0.003*10-3
扑尔敏每天用量： -------------------- *1.2 =4.32kg
250
根据以上计算，可以选择粉碎设备有：
40B型万能粉碎机：160-800kg/h
40B型粉碎机组：160-800kg/h
化工原理(天大版)干燥过程的物料衡算与热量衡算
8.3干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥过程是热、质同时传递的过程。进行干燥计算，必须解决干燥中湿物料去除的水分量及所需的热空气量。湿物料中的水分量如何表征呢？ 湿物料中的含水量有两种表示方法 1.湿基含水量w 湿物料总质量 湿物料中水分的质量= w kg 水/kg 湿料 2.干基含水量X 量 湿物料中绝干物料的质湿物料中水分的质量= X kg 水/kg 绝干物料 3.二者关系 X X w +=1w w X -=1 说明：干燥过程中，湿物料的质量是变化的，而绝干物料的质量是不变的。因此，用干基含 水量计算较为方便。 图8.7 物料衡算 符号说明： L ：绝干空气流量，kg 干气/h ； G 1、G 2：进、出干燥器的湿物料量，kg 湿料/h ； G c ：湿物料中绝干物料量，kg 干料/h 。 产品 G 2, w 2, (X 2), θ2 G 1, w 1, (X 1), θ1 L, t 2 , H 2
目的：通过干燥过程的物料衡算，可确定出将湿物料干燥到指定的含水量所需除去的水分量及所需的空气量。从而确定在给定干燥任务下所用的干燥器尺寸，并配备合适的风机。 1.湿物料的水分蒸发量W[kg 水/h] 通过干燥器的湿空气中绝干空气量是不变的，又因为湿物料中蒸发出的水分被空气带 走，故湿物料中水分的减少量等于湿物料中水分汽化量等于湿空气中水分增加量。即： [])]([][)(1221221121H H L W X X G w G w G G G c -==-=-=- 所以：1212221 1 2111w w w G w w w G G G W --=--=-= 2.干空气用量L[kg 干气/h] 1212) (H H W L H H L W -=∴-=Θ 令121H H W L l -== [kg 干气/kg 水] l 称为比空气用量，即每汽化1kg 的水所需干空气的量。 因为空气在预热器中为等湿加热，所以H 0＝H 1，0 21211H H H H l -=-=，因此l 只与空气的初、终湿度有关，而与路径无关，是状态函数。 湿空气用量：)1(0'H L L += kg 湿气/h 或)1(0'H l l += kg 湿气/kg 水 湿空气体积：H s L V υ= m 3湿气/h 或H s l V υ=' m 3湿气/kg 水 通过干燥器的热量衡算，可以确定物料干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的状态。作为计算空气预热器和加热器的传热面积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率的依据。 1.流程图
热量衡算
热量衡算 1计算方法与原则 1.1热量衡算的目的及意义 热量衡算的主要目的是为了确定设备的热负荷。根据设备热负荷的大小、所处理物料的性质及工艺要求再选择传热面的形式、计算传热面积、确定设备的主要工艺尺寸。传热所需的加热剂或冷却剂的用量也是以热负荷的大小为依据而进行计算的。 1.2热量衡算的依据及必要条件 热量衡算的主要依据是能量守恒定律，其数学表达式为 Q1+ Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式1 其中： Q1——物料带入到设备的热量，kJ Q2——加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJ Q3——过程热效应，kJ Q4——物料离开设备所消耗的热量，kJ Q5——加热或冷却设备所消耗的热量，kJ Q6——设备向环境散失的热量，kJ Q1（Q4）=Σ mC P(t2- t0) kJ式2 m——输入或输出设备的物料质量，kg C P——物料的平均比热容，kJ/(kg?℃) t2——物料的温度，℃ t0——基准温度，℃ Q5=Σ C P M (t2-t1) kJ式3 M——设备各部件的质量，kg C P——设备各部件的比热容，kJ/(kg?℃)
t1——设备各部件的初始温度，℃ t ——设备各部件的最终温度，℃ 2 Q5+Q6=10%Q总式4 热量衡算是在车间物料衡算的结果基础上而进行的，因此，车间物料衡算表是进行车间热量衡算的首要条件。其次还必须收集有关物质的热力学数据，例如比热容，相变热，反应热等。本设计还将涉及到的所有物料的热力学数据汇总成表4，以便于后期的计算。 1.3热量衡算基准 因为物料衡算计算的是各个岗位的天处理量，所以热量衡算计算的也是某个设备天换热介质消耗量，同时温度基准采用的是0℃做基准。当然，进行传热面积校核时，是根据批处理量计算。
2化工设计概论第三章_物料衡算与能量衡算
2化工设计概论第三章_物料衡算与能量衡算物料衡算与能量衡算是化工设计中非常重要的内容，本文将从物料衡 算和能量衡算两个方面进行介绍。 一、物料衡算 物料衡算是指在化工生产过程中，对各种原料、中间体和产品的质量、数量和成分进行准确计算的过程。物料衡算的目的是确定生产过程中各种 物料的需求量，确保生产过程稳定和产品质量符合要求。 物料衡算的方法主要有质量衡算和量衡衡算两种。质量衡算是以物料 的质量为基础进行计算，通过分析反应进入和离开反应器的质量，计算物 料的损失和转化率等。量衡衡算是以物料的容积或重量为基础进行计算， 通过对物料流动的速度、压力、体积和化学反应速率等参数的测量，来计 算物料的数量和流动性。 物料衡算的具体步骤包括：确定物料流程图，定义物料的属性和流动 参数，编写物料表，进行物料平衡方程的建立，计算各物料的需求量和产 量等。 二、能量衡算 能量衡算是指在化工生产过程中，对能量的输入、输出和损失进行准 确计算和分析的过程。能量衡算的目的是确保生产过程中的能量平衡和能 源利用效率的提高。 能量衡算的方法主要有热平衡法和能量流平衡法两种。热平衡法是基 于热力学原理，通过测量和计算热量的流入和流出来进行能量衡算。能量
流平衡法是基于能量守恒原理，通过对能量流动的速度、温度和压力等参数的测量，来计算能量的输入和输出。 能量衡算的具体步骤包括：确定能量流程图，定义能量的属性和流动参数，编写能量表，进行能量平衡方程的建立，计算各能量的输入量和输出量等。 三、物料衡算和能量衡算的关系 在进行物料衡算和能量衡算时，需要考虑以下几个方面： 1.反应进程的热力学和动力学特性对物料和能量衡算有重要影响。在确定衡算方法和参数时，需考虑反应的热效应和速率等因素。 2.物料的组成和性质对衡算结果有重要影响。不同物料具有不同的热容量、蒸发潜热和燃烧热等参数，这些参数直接影响到能量衡算的结果。 3.流程设计和设备选择对衡算结果也有影响。不同的流程和设备对物料流动的速度、压力和温度等参数有不同的要求，这些参数直接影响到物料和能量衡算的结果。 总之，物料衡算和能量衡算是化工设计中非常重要的内容，对于确保生产过程的稳定和产品质量的保证具有重要意义。在实际设计中，需要充分考虑反应特性、物料属性和设备要求等因素，进行准确的衡算计算，并保证衡算结果的可靠性。
炼焦工段物料衡算和热量衡算
2.4 加热用煤气相关计算 所选焦炉煤气组成见表2-4。 (1) 干煤气热值 煤气中可燃成分的低热值（3kJ /m ）为： CO —12730 ， 2H —10840 ， 4CH —35840 ， m n C H —71170 则煤气的低热值为： g 24m n DW 12730CO 10840H 35840CH 71170C H Q 100 +++= 1.17670100 2 7117025358400.59108400.712730=?+?+?+?3kJ /m (2) 干煤气密度 ()i i MW 10022.4 χρ?= ?∑ 4 .2210032 6.0286444.2782.02288.022*********??+?+?+??+??+?+?+? =0.4583kg /m 式中 ()i MW ——煤气中某成分的分子量； i χ——煤气中某成分的体积，%。 (3) 湿煤气组成 焦炉煤气温度为31.2℃时，13m 干煤气所含水汽量为0.04643m /3m ，则湿煤气中氢气含量为： = S H )(2%38.560464 .0159 .0=+% 其它气体计算与上相同，计算结果如下：
4CH ：23.89% ，CO ：6.69% ，m n C H ：1.91% ，2CO ：2.29% ，2N ：3.82% 2O ：0.57% ，2H O ：4.64% (4) 湿煤气热值 ()3/168870464 .011 1.17670m KJ Q S DW =+? = (5) 湿煤气密度 3/473.00443.04 .2218 )0443.01(458.0m kg S =?+ -?=ρ 2.5 煤气燃烧计算 以13m 干煤气燃烧计算 (1) 理论空气需要量 理论需氧量为： ()L 2424662O 0.010.5H CO 2CH 3C H 7.5C H -O =++++???? =0.01[0.5?(59+7.0)+2?25+3?2?0.8+7.5?2?0.2-0.6] =0.9023m /3m 式中 CO ，4CH ，2O ……分别为煤气中该成分的体积，%。 理论空气需要量为： 2952.4902.021 100 21100=?=?= L o O L 3m /3m (2) 实际干空气需要量 1542.52952.42.1=?==O g L L α 3m /3m 式中 α——空气过剩系数，暂取为1.2。 (3) 实际湿空气需要量 3934.50464.011542.5])(1[5=+?=+=）（空M L L g g 3m /3m 式中 ()5M 空——由表6-2[1]第五项查取的空气中含饱和水汽量，3m /3 m 。 (4) 废气量和废气组成
化工原理公式总结
第一章 流体静力学基本方程： )(2112z z g p p -+=ρ或gh p p ρ+=0 双液位U 型压差计的指示:：)21(21ρρ-=-Rg p p ) R 高度差 液封高度：h=p ／ρg 质量流量qm=ρqv ；流速：u=qv ／A ；质量流速：ω= qm ／A=ρu ；管路直径：d= 连续性方程：常数=uA 理想流体的伯努力方程：ρ ρ2 22212112121p u g z p u g z + +=++ 实际流体机械能衡算方程：f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ2 22 212112121不可压缩流体定态流动的柏努利方程式：––––能量衡算式 牛顿粘性定律：dy du μτ= 雷诺数：μ ρ du = Re 哈根-泊谡叶方程：2 32d lu p f μ= ? 范宁公式：ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=2 2322 摩擦阻力损失22u d l h f λ= 层流 Re 64 =λ 非圆管当量直径 ∏ = A d e 4 局部阻力：2'2'2 2u h u d l h f e f ?=??=ξλ或；流道突然扩大：2 211??? ? ?-=A A ξ；突 然缩小：2 2115.0?? ? ?? -=A A ξ 孔板流量计 ρ P ?=200A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章 扬程 泵的有效功率 e V e H gq P ρ=
泵效率 a e P P = η 流体输送机械的效率：N N e =η 管路特性曲线： ∑+=Hf H H e ，其中g p z H ρ?+ ?=，g u d l l H e f 2))((2ξλ∑++∑=∑ 离心泵的汽蚀余量：g p g u g p NPSH v ρρ-+=2211 离心泵的允许安装高度： 10,0)(----=f r v g H NPSH g p p H ρ，10,212'---=f s g H g u H H 最大允许安装高度 100][-∑--= f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 第三章 层流区重力沉降速度：()μ ρρ182g d u s t -= 斯托克斯沉降公式 μ ρρ18)(2g d u p p t -= ， 2Re
物料衡算和热量衡算
3 物料衡算和热量衡算 3.1计算基准 年产4500吨的二氯甲烷氯化吸收，年工作日330天，每天工作24小时，每小时产二氯甲烷： 4500×103 330×24 =568.18kg/h 3.2物料衡算和热量衡算 3.2.1反应器的物料衡算和热量衡算 本反应为强放热反应，如不控制反应热并移走，温度会急剧升高，产生强烈的燃烧反应，是氯化物发生裂解反应。由此可以通过加入过量的甲烷得到循环气，以之作为稀释剂移走反应热。 （一）计算依据 （1）二氯甲烷产量为：568.18 kg/h，即：6.69 kmol/h； （2）原料组成含: Cl2 96%，CH495%； （3）进反应器的原料配比（摩尔比）: Cl2：CH4：循环气=1：0.68：3.0 （4）出反应器的比例: CH2Cl2：CHCl3=1：0.5（质量比） (CHCl3+CCl4)/CH2Cl2=0.38（摩尔比）； （5）操作压力: 0.08MPa（表压）； （6）反应器进口气体温度25o C，出口温度420o C。 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl 假设循环气不参与反应，只起到带走热量的作用。则设进口甲烷为X kmol/h，出反应器的一氯甲烷Y kmol/h，氯化氢Z kmol/h。 由进反应器的原料配比（摩尔比）Cl2：CH4：循环气=1：0.68：3.0 原料组成含: Cl2 96%，CH495%。 可知：Cl2 96% ? X 95% ? =1 0.68 得进口Cl2为1.48X kmol/h 由CH2Cl2：CHCl3=1：0.5（质量比） 可得CHCl3每小时产量为：568.18×0.5/119.5=2.38kmol/h 由(CHCl3+CCl4)/CH2Cl2=0.38（摩尔比） 可得CCl4的量为0.38×6.69－2.38=0.162kmol/h 用元素守衡法 则：Cl元素守衡 2.96X=Y+6.69×2+2.38×3+0.162×4+Z ① H 元素守衡4X=3Y+6.69×2+2.38+Z ② C 元素守衡X=Y+6.69+2.38+0.162 ③解方程①①③得 X=24.87kmol/h
《化工原理》重要公式
《化工原理》重要公式 第一章 流体流动 牛顿粘性定律 dy du μτ= 静力学方程 g z p g z p 22 11+=+ρρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++222 2 222111 ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑ 雷诺数 μμρdG du ==Re 阻力损失 22 u d l h f λ= ?? ??d q d u h V f ∞∞ 层流 Re 64 =λ 或 232d ul h f ρμ= 局部阻力 22 u h f ζ= 当量直径 ∏=A d e 4 孔板流量计 ρP ?=200A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章 流体输送机械 管路特性 2 42) (8V e q g d d l z g p H πζλρ+∑+?+?= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ= 泵效率 a e P P =η 最大允许安装高度 100 ][-∑--=f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρρ' 'T T p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动 物料衡算： 三个去向： 滤液V ，滤饼中固体）（饼ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22 e V V KA d dV +=τ ， 其中 φμ 012r K S -?=P 恒速过滤 τ22 2KA VV V e =+ 恒压过滤 τ2 22KA VV V e =+
生产能力 τ∑= V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2? 板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτV V W W W W 8P P ??= 第五章 颗粒的沉降和流态化 斯托克斯沉降公式 μ ρρ18)(2 g d u p p t -=， 2Re
物料衡算与热量衡算
第4章物料衡算与热量衡算 4.1 物料衡算 物料衡算即是利用物料的能量守恒定律对其进行前后操作后物料总量与产品以及物料损失状况的计算方法，也就是进入设备用于生产的物料总数恒等于产物与物料损失的总量。物料衡算与生产经济效益有着直接的关系。 物料衡算需要在知道产量和产品规格的前提下进行所需的原、辅材料量、废品量以及消耗量的计算。 物料衡算的意义： （1）知道生产过程中所需的热量或冷量； （2）实际动力消耗量； （3）能够为设备选型、台数、决定规格等提供依据； （4）在拟定原料消耗定额基础上，进一步计算日消耗量、时消耗量，能够为所需设备提供必要的基础数据。 4.1.1 年工作日的选取 （1）年工作时间365-11（法定节假日）=354×24=8496（小时）（2）设备大修25天/年=600小时/年 （3）特殊情况停车15天/年=360小时/年 （4）机头清理、换网过滤6次/年8小时/次 [354-(25+15)]×1/6次/天×8小时/次=396小时=16.5天=17天 （5）实际开车时间 365－11－25－15－17=297天 8496－600－360－396=7140小时 （6）设备利用系数
K=实际开车时间/年工作时间=7140/8496=0.84 4.1.2 物料衡算的前提及计算 （1）挤出成型阶段 物料衡算的前提是应在已知产品规格和产量的前提下进行许多原辅材料量、废品量及消耗量的计算。 已知：PVC片材的年生产量为28500吨，其中物料自然消耗率为0.1%，产品合格率为94%，回收率为90%。每年生产297天，二班轮流全天24小时生产。物料衡算如下： 年需要物料量 M1=合格产品量/合格率=28500/0.94≈30319.15t 年车间进料量 M2= M1/（1-物料自然消耗率）=30319.15t /（1-0.1%）≈30349.50t 年自然消耗量 M3=M2-M1=30349.50-30319.15=30.35t 年废品量 M4=M1-合格产品量=30319.15-28500=1819.15t 每小时车间处理物料量 M5=30319.15/297/24h≈4.25t 年回收物料量 M6=M4×回收率=1819.15×90%≈1637.23t 新料量 （2）造粒阶段
化工中物料衡算和热量衡算公式
物料衡算和热量衡算 物料衡算 根据质量守恒定律，以生产过程或生产单元设备为研究对象，对其进出口处进行定量计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系，以及计算各种原料的消耗量，各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。 物料衡算的基础 物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即进入一个系统的全部物料量必等于离开系统的全部物料量，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。 ∑G1=∑G2+∑G3+∑G4 ∑G2：——输人物料量总和； ∑G3：——输出物料量总和； ∑G4：——物料损失量总和； ∑G5：——物料积累量总和。 当系统内物料积累量为零时，上式可以写成： ∑G1=∑G2+∑G3 物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可确定设备容积、台数、主要尺寸，同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。 物料衡算的基准 (1)对于间歇式操作的过程，常采用一批原料为基准进行计算。 (2)对于连续式操作的过程，可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计算。物料衡算的结果应列成原材料消耗定额及消耗量表。 消耗定额是指每吨产品或以一定量的产品(如每千克针剂、每万片药片等)所消耗的原材料量；而消耗量是指以每年或每日等时间所消耗的原材料量。 制剂车间的消耗定额及消耗量计算时应把原料、辅料及主要包装材料一起算入。 热量衡算 制药生产过程中包含有化学过程和物理过程，往往伴随着能量变化，因此必须进行能量衡算。又因生产中一般无轴功存在或轴功相对来讲影响较小，因此能量衡算实质上是热量衡算。生产过程中产生的热量或冷量会使物料温度上升或下降，为了保证生产过程在一定温度下进行，则外界须对生产系统有热量的加入或排除。通过热量衡算，对需加热或冷却设备进行热量计算，可以确定加热或冷却介质的用量，以及设备所需传递的热量。
物料衡算和热量衡算
需要加入过量对叔丁基甲苯做 C 11H 14O 2 178.23 6054.8 3物料衡算 依据原理：输入的物料量=输出的物料量+损失的物料量 3.1衡算基准 年生产能力：2000吨/年 年开工时间：7200小时 产品含量：99% 3.2物料衡算 反应过程涉及一个氧化反应过程，每批生产的产品相同，虽然有原料对叔丁 基甲苯和溶剂甲苯的循环，第一批以后循环的物料再次进入反应， 但每批加料相 同。在此基础上，只要计算第一个批次的投料量，以后加料一样。 反应釜内加热时间2h 、正常的反应时间18h 、冷却时间1h 。加上进料和出 料各半个小时，这个生产周期一共 2+18+1+仁22h 。所以在正常的生产后，每22 小时可以生产出一批产品。每年按 300天生产来计算，共开工7200小时，可以 生产327个批次。要求每年生产2000吨对叔丁基苯甲酸，则每批生产 2000七27 =6.116吨。产品纯度99 %( wt %) 实际过程中为了达到高转化率和高反应速率, 溶剂，反应剩余的原料经分离后循环使用。 3.2.1各段物料 (1) 原料对叔丁基甲苯的投料量 设投料中纯的对叔丁基甲苯为X kg ，则由 C 11H 16 M 148.24 m x 得 x=6054.8 >148.24 478.23=5036.0 kg 折合成工业原料的对叔丁基甲苯质量为 5036.0 -0.99=5086.9kg 实际在第一批生产过程加入的对叔丁基甲苯为 6950.3kg (2) 氧气的通入量
生产过程中连续通入氧气，维持釜内压力为表压0.01MPa进行氧化反应。实 际生产过程中，现场采集数据结果表明，通入的氧气量为1556.8 kg,设反应消耗的 氧气量为x kg 3/2O2 C11H14O2 M 31.99 178.23 m x 6054.8 得x= 3/2 >6054.8 >1.99 -78.23=1630.1kg 此时采用的空气分离氧气纯度可达99%，因此折合成通入的氧气为 1630.1 ^.99=1646.6 kg即在反应过程中，需再连续通入1646.6kg氧气。 (3)催化剂 催化剂采用乙酰丙酮钻(川)，每批加入量10.4 kg (4)水的移出量 设反应生产的水为x kg H2O C11H14O2 M 18.016 178.23 m x 6054.8 得x=6054.8 >18.016 #78.23=612 kg 产生的水以蒸汽的形式从反应釜上方经过水分离器移出。 322设备物料计算 (1)计量槽 对叔丁基甲苯计量槽： 一个反应釜每次需加入的对叔丁基甲苯质量为3475.1 -2=3475.15 kg 对叔丁基甲苯回收计量槽：每批反应结束后产生母液1834.8kg 甲苯计量槽：每批需加入甲苯做溶剂，加入量为396.1 kg (2)反应釜：反应结束后，经过冷却、离心分离后，分离出水612kg，剩余的对叔丁基甲苯1834.8kg循环进入下一批产品的生产。分离出来的固体质量为： 6950.3+10.4+1646.6-612-1834.8=6160.5 kg。
化工中物料衡算和热量衡算公式
化工中物料衡算和热量衡算公式 一、物料衡算公式 1.物料总量计算公式 物料总量计算公式可以根据物质的密度（ρ）和体积（V）来计算。 公式如下： 物料总量=密度×体积 2.物料质量计算公式 物料质量计算公式可以根据物质的密度（ρ）、体积（V）和物质的 质量（m）之间的关系得出。公式如下： 质量=密度×体积 3.物料浓度计算公式 物料浓度计算公式可以根据溶质的质量（m）和溶液的体积（V）来计算。公式如下： 浓度=质量/体积 4.溶液的重量和体积之间的关系 溶液的重量可以根据溶液的密度（ρ）和溶液的体积（V）相乘得到。公式如下： 重量=密度×体积 1.热量传递计算公式
热量传递计算公式可以用于计算传热功率（Q）和传热面积（A）之间的关系。公式如下： Q=h×A×ΔT 其中，h为传热系数，ΔT为温差。 2.物料的热量计算公式 物料的热量计算公式可以根据物料的质量（m）、比热容（Cp）和温度变化（ΔT）来计算。公式如下： 热量=质量×比热容×温度变化 3.水的蒸发热计算公式 水的蒸发热计算公式可以根据水的质量（m）和蒸发热（ΔHvap）来计算。 热量=质量×蒸发热 三、补充说明 1. 密度（ρ）是物质单位体积的质量，常用的单位有千克/立方米（kg/m^3）或克/立方厘米（g/cm^3）。 2. 比热容（Cp）是物质单位质量的热容量，表示单位质量物质温度升高1℃所需的热量，常用的单位是千焦/千克·℃（kJ/kg·°C）或焦/克·℃（J/g·°C）。 3.传热系数（h）是衡量热传导性能的参数，表示单位面积上的热量流入或流出的速率，常用的单位是瓦特/平方米·℃（W/m^2·°C）。
干燥过程的物料衡算与热量衡算
干燥过程的物料衡算与热量衡算 1. 引言 在工业生产中，许多物料需要经过干燥过程才能达到所需的水分含量。干燥过 程是将物料中的水分蒸发或驱除的过程，其中物料的衡算和热量的衡算是非常重要的。本文将介绍干燥过程中的物料衡算和热量衡算的基本原理和方法。 2. 物料衡算 物料衡算是指在干燥过程中对物料的质量进行衡量和追踪的过程。通常情况下，物料的衡算可以分为进料衡算和出料衡算两个部分。 2.1 进料衡算 在干燥过程中，物料的进料衡算是指对进入干燥设备的物料进行质量的测量和 记录。通常情况下，进料衡算可以通过称重装置、质量流量计等设备进行。 物料的进料衡算可以用以下公式表示： 进料量 = 初始物料质量 - 终止物料质量 2.2 出料衡算 在干燥过程中，物料的出料衡算是指对从干燥设备中出来的物料进行质量的测 量和记录。同样地，出料衡算也可以通过称重装置、质量流量计等设备进行。 物料的出料衡算可以用以下公式表示： 出料量 = 初始物料质量 - 终止物料质量 3. 热量衡算 热量衡算是指在干燥过程中对热量的衡量和追踪的过程。热量衡算是确定干燥 设备所需的热量输入和物料中的水分蒸发所需的热量的关键。 3.1 热量平衡公式 热量平衡公式是用于计算干燥过程中所需的热量输入和物料中的水分蒸发所需 的热量的关系。热量平衡公式如下： 热量输入 = 热量输出 + 热量损失
其中，热量输入是指干燥设备所需的热量输入，热量输出是指物料中的水分蒸 发所需的热量，热量损失是指在干燥过程中因为传导、对流和辐射等现象导致的热量损失。 3.2 热量输入的计算 热量输入可以通过以下公式计算： 热量输入 = 干燥空气的热量 + 干燥空气的水分蒸发热量 + 加热设备的热量 其中，干燥空气的热量可以通过湿空气焓值表或湿空气定压比热容表进行查找，干燥空气的水分蒸发热量可以通过水的蒸发热量进行计算，加热设备的热量可以通过加热元件的功率和加热时间进行计算。 3.3 热量输出的计算 热量输出可以通过以下公式计算： 热量输出 = 出料量 * 物料的比热 * (物料的初始水分含量 - 物料的终止水分含量) 其中，出料量是指干燥过程中物料的出料量，物料的比热可以通过物料的物性 表进行查找，物料的初始水分含量和物料的终止水分含量可以通过物料的质量衡算进行计算。 4. 总结 物料衡算和热量衡算是干燥过程中的重要内容。物料衡算可以衡量物料在干燥 过程中的质量变化，而热量衡算可以衡量干燥设备所需的热量输入和物料中的水分蒸发所需的热量。准确的物料衡算和热量衡算可以帮助优化干燥过程，提高生产效率和产品质量。
化工原理内容总结(1)
化工原理内容总结 绪论篇 1.物料衡算、能量衡算步骤。 步骤： 画出简单流程示意图，并用带箭头的简单线条表明物料的流入、流出关系，且标注已知流量和单位。 确定好衡算范围、衡算基准。 列出衡算式。 能量衡算的步骤： [1]列出已知条件，即物料衡算的量和选定的工艺参数 [2]选定计算基准，一般以KJ/h 计 [3]对输入、输出热量分项进行计算 [4]列出热平衡方程式，求出传热介质的量 [5]热量衡算式如下:Q1+Q2=Q3+Q4+Q5 式中:Q1-所处理原料带入热量 Q2-由加热剂(或制冷剂)传给设备(或物料)的热量 Q3+-所处理的物料从设备中带走的热量 Q4-消耗在设备上的热量 Q5-设备向四周散发的热量(热损失) 2.物料衡算式中，积累量等于0和积累量不等于0的情况判别？ 因为，输人物料的总和∑G i =输出物料的总和∑G0+累积的物料量∑G a 积累量=0则：输人物料的总和=输出物料的总和 属于稳态过程,一般连续不断的流水作业(即连续操作)为稳态过程,其特点是在设备的各个不同位置上,物料的流速、浓度、温度、压强等参数可各自不相同，但在同一位置上这些参数都不随时间而变。 积累量<>0,则属于非稳态过程,一般间歇操作(即分批操作)属于非稳态过程,在设备的同一位置上诸参数随时间而变。 3.国际单位制中的基本单位是哪七个？ 七个基本单位：长度（m）、质量（kg）、时间（s）、温度（k）、物质量（mol）、电流强度（A）、发光强度（烛光或坎德拉，cd） 4.哪几个单元操作同时遵循传热和传质基本规律？哪几个遵循流体流动基本规律？ 各种单元操作依据不同的物理化学原理,采用相应的设备,达到各自的工艺目的。对于单元操作,可从不同角度加以分类。根据各单元操作所遵循的基本规律,将其划分为如下几种类型。 ①遵循流体动力学基本规律的单元操作,包括流体输送、沉降、过滤、物料混合(搅拌)等。 ②遵循热量传递基本规律的单元操作,包括加热、冷却、冷凝、蒸发等。 ③遵循质量传递基本规律的单元操作,包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。从工程目的来看,这些操作都可将混合物进行分离,故又称之为分离操作。 ④同时遵循热质传递规律的单元操作,包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。 5.与英制单位lb、ft、h、btu对应的国际单位基本单位分别是哪几个？ Lb—质量，ft—长度，h—时间，btu—热力学温度？ 6.水蒸气的焓是如何确定的？（或者说焓的定义） 水蒸气的焓h，是指在某一压力和温度下的1千克水蒸气内部所含有的能量，即水蒸气的内
热量衡算例子
2.1设备的热量平衡方程式 对于有传热要求的设备，其热量平衡方程式为：Q 1＋Q 2 ＋Q 3 =Q 4 ＋Q 5 ＋Q 6 式中 Q 1—物料带入到设备的热量kJ；Q 2 —加热剂或冷却剂传给设备和所处理物 料的热量kJ；Q 3—过程热效应kJ；Q 4 —物料离开设备所带走的热量kJ；Q 5 —加热 或冷却设备所消耗的热量kJ；Q 6 —设备向环境散失的热量kJ。 （1）Q 1与Q 4 Q 1 与Q 4 均可用下式计算：Q 1 （Q 4 ）=∑mtCp kJ 式中 m—输入（或输 出）设备的物料量kg；Cp—物料的平均比热容kJ/kg·℃；t—物料的温度℃。 该式的计算基准是标准状态，即0℃及1.013×105Pa为计算基准。因为物料的比热容是温度的函数，上式中物料的比热容是指进、出口物料的定压平均比热容，对于进口物料取基准温度与物料进口温度的平均温度下的比热容；对于出口物料取基准温度与物料出口温度的平均温度下的比热容。对于不同物料的比热容可查《化学工程手册》（第1册）或《化学工艺设计手册》（下），若查不到，各种估算方法求出相应温度下的比热容值。（2）过程热效应Q 3 化学过程的热效应包括化学反应热与状态变化热。纯物理过程只产生状态变化热；而对于化学反应过程，在产生化学反应的同时，往往还伴有状态变化热。 在热量衡算中，过程热效应Q 3 的符号为：放热为正；吸热为负。 （3）Q 5与Q 6 的确定根据工艺操作经验，（Q 5 ＋Q 6 ）一般为（Q 4 ＋Q 5 ＋Q 6 ）的5%～10%， 只要计算出Q 4，就可以确定（Q 5 ＋Q 6 ），从而计算出Q 2 。4）Q 2 的计算 由以上计算过程得到Q 1、Q 3 、Q 4 、Q 5 、Q 6 后，根据热量平衡方程式求出设备 的热负荷Q 2。Q 2 正值表示需对设备加热；负值表示需冷却 4.3热量衡算基础 数据的计算和查取在热量衡算中，大部分物料的物性常数可通过相关的物性常数手册查取，如《化学工程手册》（第1册），《化工工艺设计手册》（下）。当遇到手册中数据不全的情况时，就需通过一些公式来估算这些物性常数。在本设计中涉及的物性计算有比热容、汽化热、熔融热、溶解热、浓度变化热效应、燃烧热等，以下介绍他们的计算方法。
热量衡算
化工计算中的能量衡算是根据热力学第一定律，即能量守恒与转化定律，对化工过程进行能量计算。化工生产中消耗的能量形式有机械能，电能和热能等等，其中以热能为主要形式，因此化工过程中的能量衡算重点是热量衡算。本章具体对苯酐氧化反应器进行能量衡算如下： 热量衡算方程式： Q 1+Q 2+Q 3=Q 4+Q 5 其中式中： Q 1——初始物料带入设备中的热量，kJ Q 2——加热剂或冷却剂与设备和物料传递的热量，kJ Q 3——物理变化及化学变化的热效应，kJ Q 4——离开设备物料带走的热量，kJ Q 5——反应器系统热量损失，kJ 4.1 反应过程的能量方框图 图4-1 反应工段能量衡算图 4.2 反应器能量横算过程 根据图4-1及能量守恒可知：Q 2=Q 4+Q 5-Q 1-Q 3 4.2.1 Q 1和Q 4的计算 Q=∑M i ×C i （t 1-t 2） （Q 1和Q 4的计算都适用） 式中：M i ——反应物体系中组分的质量，kg ； C i ——组分i 在0-T℃时的平均比热容，KJ/kg.K ； t 1，t 2——反应物系在反应前后的温度，℃。 物料进入设备时的温度为145℃，热量衡算的基准为145℃，△T=0,则： Q 1=0 查得各物项平均比热容数据： （kJ/kg.℃）
所以： ()21i i 4t C M Q t -=∑ =9.4000×6.96×(370-145)+8124.3234×1.15×225+70547.000×1.06×225+9990.0000×5.23×225+796.1912×4 .52×225+162.0164×4.52×225+273.9496×4.91×225+574.4248×5.18×225+4972.6368×4.18×225+411.8582×1.11×225+2830.2066×1.45×225 =38347694.4kJ 4.2.2 过程Q 3的计算 过程热效率可以分为两类：一类是化学过程的热效率即化学反应速率；另一类是物理过程热效率。物料化学变化过程，除化学反应外，往往伴随着物料状态变化热效率，但本工艺流程中物理过程热效率较低，可以忽略不计，该过程皆为放热反应，则过程热效率可以由下式计算： 主反应：C 8H 10+3O 2→C 8H 4O 3+3H 2O +1302.2kJ Q 3-1=67.5000×103×1302.2 =87898.5×103kJ/h 副反应：CH 3C 6H 4CH 3+7.5O 2→C 4H 2O 3（顺酐）+4CO 2+4H 2O +3177.9kJ Q 3-2=8.1244×103×3177.9 =25818.5308×103kJ/h CH 3C 6H 4CH 3+3O 2→C 6H 5COOH （苯甲酸）+CO 2+2H 2O +1339.8kJ Q 3-3=4.7084×103×1339.8 =6308.3143×103kJ/h CH 3C 6H 4CH 3+2O 2→C 8H 6O 2（苯酞）+2H 2O +837.4kJ Q 3-4=2.0444×103×837.4 =1711.9806×103kJ/h CH 3C 6H 4CH 3+4.5O 2→C 5H 5O 3（柠槺酐）+3CO+3H 2O +1674.8kJ Q 3-5=1.4338×103×1674.8 =2401.3282×103kJ/h CH 3C 6H 4CH 3+6.5O 2→8CO+5H 2O +2177.2kJ Q 3-6=1.28×103×2177.2 =2786.8×103kJ/h CH 3C 6H 4CH 3+10.5O 2→8CO 2+5H 2O +4576.4kJ Q 3-7=3.38×103×4576.4 =15468.2×103kJ/h 继而得到： Q 3 = Q 3-1+Q 3-2+Q 3-3+Q 3-4+Q 3-5+Q 3-6+Q 3-7 =142387.6539×103kJ/h
干燥过程的物料衡算和热量衡算
第三节 干燥过程的物料衡算和热量衡算 对干燥流程的设计中,物料衡算解决的问题： 1物料气化的水分量W 或称为空气带走的水分量； 2空气的消耗量包括绝干气消耗量L 和新鲜空气消耗量L 0; 而热量衡算的目的,是计算干燥流程的热能耗用量及各项热量分配即预热器换热量 p Q ,干燥器供热量D Q 及干燥器热损失L Q ; 一、湿物料中含水率表示法 湿物料＝水分＋绝干物料 一湿基含水量w %100⨯= 总质量 水 m m w ８－１２ 工业上常用这种方法表示湿物料的含水量; 二干基含水量X X ＝湿物料中水分质量／湿物料中绝干料质量 ８－１３ 式中 X ――湿物料的干基含水量,kg 水分.kg 绝干料-1; 两者关系： X X w += 1 ８－１４ 或 w w X -= 1 ８－１５
二、干燥器的物料衡算 图８－７ 各流股进、出逆流干燥器的示意图 图８－７中,G ――绝干物料流量,kg 绝干料.s -1； L ――绝干空气消耗量,kg 绝干气.s -1； H 1 ,H 2――分别为湿空气进、出干燥器时的湿度,kg.kg 绝干气-1； G 1 ,G 2――分别为湿物料进、出干燥器时的流量,kg 湿物料.s -1； X 1 ,X 2――分别为湿物料进、出干燥器时的干基含水量,kg 水分.kg 绝干料-1; 一水分蒸发量W )()(122121H H L G G X X G W -=-=-= ８－１６ 其中 )1()1(2211w G w G G -=-= ８－１７ 二空气消耗量L 对干燥器作水分物料衡算：2211GX LH GX LH +=+ 则： ()121221H H W H H X X G L -= --= ８－１８ 若设： 121 H H W L l -= = ８－１９ 式中 l ――每蒸发１kg 水分消耗的绝干空气量,称为单位空气消耗量,kg 绝干气.kg 水分-1； L ――单位时间内消耗的绝干空气量,kg 绝干气.s -1;
各厂合成工段物料衡算,热量衡算
合成工段一一物料衡算、热量衡算 公司各工段用水总结: 一厂物料衡算、热量衡算 一分厂合成工段共有两套合成系统：DN1000矮胖合成系统和DN1400双甲、合成系统； 其中DN1400双甲、合成系统采用湖南安淳设计的年产15万吨合成总氨（合成氨为12万吨/年，粗甲醇3万吨/年）。系统压力25.0MPa，氨净值10-11%，合成系统压差1.8MPa，年产合成氨可达到16万吨，粗甲醇4万吨。 计算依据： 年工作日：330天；系统工作压力：25MPa 补充新鲜气组成（％）: H2 73.5,N2 23.6,CH4 1.15,Ar0.35 ,CO1.4,CO 2 0.2 合成精炼气组成（％）: H2 74.18,N2 24.72 ,CH4 0.625,Ar0.175 合成塔进气（％）: NH3 2.3,CH4+Ar 1.5;出气，NH3 10.5 一、DN1400双甲、合成系统 1、合成塔热量衡算： （1）循环气体带入热量Q入 已知条件得到计算Q入=463227.2KJ 因油分离器内无温升变化（忽略损失） （2）气体反应热Q 设合出成塔温度335 C,假定气体在塔内先温升至出口温度后进行氨合成反应在压力 P=25.12MPa的气体反应热简化计算式为：-H R=11599+3.216t 将t=335 C带入得： -H R=11599+3.216 X 335=12676.36Kcal/Kmol=52987.18KJ/Kmol 由物料平衡计算知氨产量V NH=943.68m3=42.13Kmol 贝U 合成塔内反应热Q R=（-H R）XV NH=52987.18 X 386.03=2232275.71KJ
冷却冷凝器的物料衡算和热量衡算
工艺计算 1、中变炉工艺条件的计算 以1mol湿基半水煤气作为计算的基准。 一段的出口温度的计算 已知条件： ①中变炉的入口气体组成： ②进中变炉的半水煤气压m力： cm² ③一段的入口温度 340℃ ④入炉汽气比 ⑤一段温度损失Δt1℃ ⑥H2与O2在一样的催化剂床层中完全反映生成H2O 一段出口转化率x与出口温度t1´的计算 ⑴湿水煤气组成的计算 湿水煤气组成%=干基组成%/（1+入炉汽气比） y CO=%/(1+=% y CO2=%/(1+=% y H2=%/(1+=% y N2=%/(1+=% y CH2=%/(1+=% y O2=%/(1+=% y H2O=(1+=% 3-2入炉湿气的组成 ⑵一段出口温度的计算 t1´=t1-Δt1+y O2(-ΔH R)O2/C p+y CO(-ΔH R)CO(x1-x0)/C p (3-1) t1´—一段的出口温度℃ t1—一段的入口温度℃ y O2—一段入口处O2的湿基组成y CO—一段入口处CO的湿基组成 C p—混合气体的真分子热熔kcal/kmol℃ x一、x2—一段入口、出口的转化率 (-ΔH R)O2—O2反映热，kcal/kmol℃ (-ΔH R)CO—CO反映热，kcal/kmol℃ 设一段的出口温度为t1´=461℃，那么可从手册中查得： (-ΔH R)CO=8960kcal/kmol℃(-ΔH R)O2=115600kcal/kmol℃ 在P=cm² T=(t1´+t1)/2=(461+340)=℃下查合成氨厂工艺技术与设计手册可得各组分的定压分子热熔：
Cp CO=kmol℃ Cp CO2=kmol℃ Cp H2=kmol℃ Cp N2=kmol℃ Cp CH4=kmol℃Cp O2=kmol℃ Cp H2O=kmol℃ 混合气体的比热容为： y i Cp i Cp∑=n i y i—混合气体各组分的湿基组成 Cp i—各组分的恒压比热容，kcal/kmol℃ n—总的组分数 Cp—混合式气体的比热容，kcal/kmol℃ Cp=%×+%×+%×+%×+%×+%×+%×=kmol℃=kmol℃ 将所求得的上述数据代入公式（3-1）得： t1´=340-3+%×115600/+%8960×%/=℃ 相对误差e=（）/461=%<% 因此：原假设合理，一段的出口温度为t1´=℃转化率为x1=% 一段出口处湿变换气各组分的物质的量为： n1,CO=n CO（1-x1）=%)= n1,CO2=n CO2+n CO x1=+×%= n1,H2=n H2+n CO x1-2n O2=+×%-2×= n1,N2=n N2= n1,CH4=n CH4= n1,H2O=n H2O+2n O2-n CO x1=+2×出一段的催化剂床层湿气体的组成 二段出口温度的计算 1、一段、二段间喷淋水量的计算 在一段与二段间列热量衡算式为： Cp1N T t1´+W12M H2O i H2O=W12M H2O i汽+Cp1´N T（t2+Δt2´）（3-3）N T—湿混合气体流量为：1kmol i H2O—114℃时饱和水的焓值,kcal/kg i汽—水蒸气的焓值，kcal/kg M H2O—水的分子质量 Δt2：二段入口温度Δt2´：冷激温度损失2℃ Cp1：一段出口处的湿混合气体恒压比热容，kcal/kmol℃ Cp1´：二段出口处的湿混合气体恒压比热容，kcal/kmol℃