氯气干燥物料衡算及计算
12万吨PVC物料衡算
12万吨PVC物料衡算一、计算前提：1、按电解整流全负荷开满,以氯气全部使用完不产液氯(氢氯不足部分从楚星合成氨膜分提氢供入)为基准：2、终端产品PVC按12万吨平衡，合成氯化氢不足部分从磷复肥盐酸转入进行盐酸解析补充。
二、计算过程1、NaOH量：满负荷时电解槽电流为14.62KA，三列电解槽每槽99张膜片，电解常数1.4925。
离子膜产生N a OH量为14.62×99×3×1.4925×24/1000=155.54吨按电解效率96%计算，日产N a OH量155.54×0.96=152.43t/d2、电解产生氢气、氯气量衡算：2N a CL＋2H2O=2N a OH＋H2＋CL2117 80 2 71Z 152.43 X Y氢气量为:80:2=152.43:X X=3.811t/d折算为小时标态体积流量为3.811*22.4/2*1000/24=1778.47m3/h氯气量为:80:71=152.43:X Y=135.282t/d折算为小时标态体积流量为135.282*22.4/71*1000/24=1778.35m3/h 3、三合一合成盐酸衡算1）充装、中间槽、不凝气中含有部分氯气需进入三合一燃烧产生高纯酸，另有部分进入次钠吸收（在此忽略不计），进入三合一氢气量85m3/h，则对应氯气为85/1.05=80m3/h使用氯气量为80/22.4/1000*71=0.254t/h2)高纯盐酸量为71:73=0.254:G G=0.261t/h ,折6.264t/d，折31%盐酸量为6.264/31%=20.21t/d;4、二合一产生HCL量计算按确保安全前提下以便液化能及时应对紧急减量或停车而开一台小冰机,能级开50%,全天仍有约5吨左右的液氯(实际值)，因此进二合一氯气量为135.282-0.254*24-5=124.186t/d，可产生氯化氢：（此处根据实际生产状况要进行调整，液氯量正常生产中大幅下降，需要补入的氢气量也大为增加）H2＋CL2=2HCL2 71 73I 124.186 HH=73×124.186/71=127.684t/d=5.32t/h5.32×22.4/36.5×1000=3264.877m3/hI=2*124.186/71=3.498t/d,过量按5%计算,则氢气量为3.6729 t/d,折算体积为 3.6729*22.4/2*1000/24=1714.02m3/h,需从合成氨膜分提氢补入氢气为1714.02+85-1778.47=20.55 m3/h5、单体VCM量按年产12万吨PVC，则需产14t/h（年生产天数按360天计算，日产336吨），1吨PVC需要 1.02吨单体，则需要单体量为14*1.02=14.28t/h6、需要C2H2量C2H2＋HC1= C2H3CL26 36.5 62.5C L 14.281吨单体需要C2H2量为26:62.5=C:14.28 C=5.94t/h折算成体积为5.94*22.4/26*1000=5117.538m3/h1吨单体需要HC1量为36.5:62.5=L:14.28 L=8.3395t/t折算成标态为8.3395*22.4/36.5*1000=5117.94m3/h过量5%为5373.84m3/h7、需要从盐酸解析补充HCL气量为5373.84-3264.877=2108.963m3/h1)折算为脱吸需要盐酸量为2108.963/22.4/1000*36.5=3.436t/h(相当于9.54 m3/h31%浓盐酸,开深度解析时全部解析完全,而按开常规解析时解析率35%计算,需要小时用酸为3.436/0.35=9.817 t/h,相当于进入解析塔的盐酸量为27.252m3/h)2)磷复肥复肥产品副产盐酸量为0.255t/t,日产复肥1080t/d,相当于小时可副产酸折标1080×0.255×0.315/24=3.615t/h,刚好持平。
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）。
4.温度变化（ΔT）是物质的温度差，常用的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。
5. 蒸发热（ΔHvap）是物质从液态转变为气态所需的热量，常用的单位是焦耳/克（J/g）或千焦/千克（kJ/kg）。
干燥过程中的物料衡算和热量衡算
干燥过程中的物料衡算和热量衡算
式中qmw——水分的蒸发量，kg水分/s qmc——绝干物料 的质量流量，kg绝干料/s L——绝干空气的消耗量，kg绝干气/s H1，H2——分别为空气进出干燥器时的湿度，kg/kg绝干气； X1，X2——分别为湿物料进出干燥器的干基含水量，kg水分/kg
q′m1，q′m2——分别为湿物料进出干燥器的流量，kg物料/s。
Q=Qp+QD=L(I2-I0)+qmc (I′2-I′1)+QL
（9－24） （9－25）
(9－26)
干燥过程中的物料衡算和热量衡算
式中H0，H1，H2——湿空气进入预热器、离开预热器（即进 入干燥器）及离开干燥器时的湿度，kg/kg
I0，I1，I2——分别为湿空气进入预热器、离开预热器（即进 入干燥器）及离开干燥器时的焓，kg/kg
干燥过程中的物料衡算和热量衡算
图9－8 各流股进出逆流干燥器的示意图
干燥过程中的物料衡算和热量衡算
（1）对预热器进行热量衡算
LI0+Qp=LI1
（9－23）
在预热器中，空气的状态变化是等湿升温过程，即H1=H0，故预热器
Qp=L(I1-I0)=L(1.01+1088H0)(t1-t0) （2
QD=L(I2-I1)+qmc (I′ 2-I′1)+QL （3
干燥过程中的物料衡算和热量衡算
一般干燥过程，湿空气中水汽的量（H0）相对于绝干空气来 说，数值较小，同时湿物料进入干燥器的温度偏低。若忽略空气 中水汽进出干燥系统的焓变1．88H(t2-t0)和湿物料中水分带入干 燥系统的焓4.18Wθ1，则Q=Qp+QD=1.01L(t2-t0)+qmcM (θ2θ1)+qmw (2490+1.88t2)+QL （9－29）
5章干燥2第二节干燥过程的物料衡算与热量衡算
L , I0 H0 Qp
L , I1 H1
QL QD L, I2 H2 G, X1, I1’
LI0+QP=LI1 (5-29) 或 QP=L(I1-I0) (5-30) 2. 干燥器的热量衡算： 干燥器的热量衡算：
G, X2, I2’
LI1+GI1'+QD=LI2+GI2'+QL 或 QD=L(I2-I1)+G (I2'-I1')+QL (5-31)
连续操作逆流干燥器作关于水分的物料衡算 逆流干燥器作关于水分的物料衡算， 对连续操作逆流干燥器作关于水分的物料衡算， 1s为衡算基准 设干燥器内无物料损失。 为衡算基准， 以1s为衡算基准，设干燥器内无物料损失。则： LH1+GX1=LH2+GX2 或 L(H2-H1)=G (X1-X2)=W [kg水/s] 水 (5-24)
(5-28)
G2 = G(1+ X2 ) = G W 1
G— 单位时间内绝干物料流量，绝干料 kg / s 单位时间内绝干物料流量 绝干物料流量，
5-3-3 干燥系统的热量衡算 一、基本方程 基本方程
中 基准：
1. 预热器的热量衡算： 预热器的热量衡算：
c.等t (b.的特例 t1 的特例) 等 的特例
t0
QD > G(I2 I1 ) + QL
c1
H0 H2
p261 例5-6： ： 已知数据如图示， 已知数据如图示，求L0及QP(QL预=0)。 。
循环比=(废气 混气 质量比=0.8 循环比 废气/混气 质量比 废气 混气)质量比 t0=25℃ ℃ H中 干气 0=0.005kg/kg干气 国
物料衡算计算公式
物料衡算计算公式物料衡算是指根据产品的设计要求和生产工艺流程，计算出生产所需的物料数量和成本的过程。
其目的是为了保证生产的顺利进行，避免物料的浪费和成本的过度支出。
物料衡算的计算公式主要包括以下几个方面：1.总物料需求量计算公式总物料需求量=产品数量×单位产品所需物料数量这个公式用于计算生产特定数量产品所需的物料数量。
其中，产品数量是指计划生产的产品数量，单位产品所需物料数量是指生产一个产品所需的各种物料的用量。
2.物料补给计算公式物料补给=总物料需求量-物料库存量物料补给是指为满足生产需求而需要从供应商处采购的物料数量。
物料库存量是指当前仓库中已有的物料数量。
3.物料成本计算公式物料成本=物料单价×物料补给量物料成本是指为满足生产需求而采购物料所需支付的费用。
物料单价是指单个物料单位的价格，物料补给量是指需要从供应商处采购的物料数量。
4.物料利用率计算公式物料利用率=(总物料需求量-物料浪费量)/总物料需求量物料利用率是指生产过程中物料的有效利用程度。
物料浪费量是指因为工艺操作不当、设备故障等原因导致物料的损失量。
5.物料损耗计算公式物料损耗=总物料需求量-实际使用量物料损耗是指在生产过程中由于各种原因而导致的物料的损失量。
实际使用量是指实际上被用于生产的物料数量。
6.物料价格调整计算公式调整后物料价格=原物料价格×调整系数物料价格调整是指根据市场行情或其他因素调整物料价格的过程。
调整系数是一个根据实际情况确定的数值，用于对原物料价格进行调整。
总之，物料衡算的计算公式主要包括总物料需求量计算、物料补给计算、物料成本计算、物料利用率计算、物料损耗计算和物料价格调整计算等。
通过合理地运用这些公式，可以对物料需求和成本进行科学的计算和控制，从而提高生产效率和降低成本。
氯碱物料衡算
1.氯气、氢气处理物料衡算题目200 kt/a烧碱装置氯气、氢气处理工序的初步设计原始数据200 kt/a烧碱装置Cl2、H2处理，年工作日330天，其余数据以工厂实际收集数据为准。
说明书内容：（1）生产方法以及今后的发展前途（2）生产方法的选择及流程简述。
根据前面介绍的方法，你选择什么方法生产，并说明理由。
简述你的流程（3）物料衡算整个计算过程的整理（4）设备计算（5）热量衡算（6）选择其他设备（7）生产过程应控制的指标（8）附带控制点的工艺流程图一份、设备简图一张（9）可以谈谈你的设计体会（有无都可）目录第一篇氯气处理 1第一章总论 1一概述 1二氯气处理的任务和方法 1三工艺流程简介 2第二章氯气工艺计算 4一氯气处理工艺流程 4二计算依据 4三工艺计算 5（一）钛冷却器 5（二）硫酸干燥塔（填料塔）10第三章主要设备设计及选型13一钛冷却器13二硫酸干燥塔（填料塔）25第二篇氢气处理29第一章总论29一概述29二氢气处理工艺流程确定30第二章工艺计算31一氢气处理工艺流程31二计算依据31三工艺计算32（一）洗涤冷却塔32第三章主要设备设计及选型36一洗涤塔36二主要管径38三氢气输送设备39四水输送泵39五液封循环水池39六氢气缓冲罐39主要设备一览表40设计评述41参考文献42第一篇氯气处理第一章总论一. 概述1. 氯气氯气Cl2，分子量70.906，常温下，氯是黄绿色，具有使人窒息气味的气体，有毒。
氯气对人的呼吸器官有强烈的刺激性，吸入过多时还会致死。
氯气比空气重，约为空气的2.5倍。
氯气能溶于水，但溶解度不大，温度越高氯气在水中的溶解度越小。
氯气溶于水同时与水反应生成盐酸和次氯酸，因此氯水具有极强的腐蚀性。
氯气在四氯化碳，氯仿等溶剂中溶解度较大，比在水中的溶解度约大20倍。
工业上利用氯气在四氯化碳中有较大溶解度这一特点，用四氯化碳吸收氯碱厂产生的所有废氯，然后再解吸回收氯气。
氯气的用途极为广泛，重要用途如：杀菌消毒、漂白及制浆、冶炼金属、制造无机氯化物、制造有机氯化物及有机物。
干燥过程物料衡算与热量衡算
本节讨论的主要内容是通过物料衡算与热量衡 算找出被干燥物料与干燥介质的最初状态与最终状 态之间的关系，并用来确定干燥过程水分的蒸发量， 干燥介质的消耗量，干燥产品的产量以及干燥过程 消耗的热量，这些内容总称为干燥静力学。
干燥过程的物料衡算
湿基含水量w 湿物料中含水量的表示方法
二、干燥过程的物料衡算
1.过程简图 参见图5-6所示，图5-6为连续逆流干
燥过程的物料衡算示意图。
主要设备 新鲜湿空气→废气
物流方向 湿物料→产品
流程要素
状态参数
湿空气 湿物料
L，H1，H2 L1，L2 G，X1，X2 G1，G2，w1，w2
参数比较
2.衡算任务
(1)水分蒸发量W［kg水分/s］ (2)绝干空气消耗量L［kg绝干气/s］ (3)新鲜空气消耗量L1［kg新鲜空气/s］ (4)蒸发1kg水分消耗的绝干空气量l［kg绝干气/kg水分］ (5)干燥产品量G2［kg干料/s］ (6)绝干产品量G［kg绝干料/s］
流程要素 热流方向 状态参数 参数比较
2.衡算任务
(1)预热器消耗的热量Qp (2)干燥器消耗的热量QD (3)干燥过程消耗的总热量Q
3.衡算方程
(1)求Qp Qp=L(I1-I0)
(2)求QD QD=L(I2-I1)+G(I’2-I’1)+QL
(3)求Q Q=Qp+QD=1.01L(t2-t0)+W(2490+1.88t2)+Gcm(θ 2-
①假设条件 QL≠0 G(I2’-I1’) ≠0
②特征方程 I1>I2
(2)操作线在过点B的等焓线上方 ①假设条件 QD>G(I2’-I1’)+QL ②特征方程 I1<I2
氯气干燥技术及除酸雾技术
氯气干燥技术及除酸雾技术——氯气处理生产工艺过程－. 概况氯是一种化学性质十分活泼的非金属卤族元素，其用途十分广泛，与人类的生活、国计民生密切相关。
牵涉国民经济各个领域，包括化工、医药、农药、印染、纺织、食品等工业部门。
从某种意义上来说，氯气对人类的生存是不可缺少的要素。
如同物质有两重性一样，氯气也是对人类危害极大的有毒化学物品。
早在十三世纪之前，氯气就为古代炼丹者（Alchemist）所熟悉。
1774年，瑞典化学家Shelley在实验室中首次使用盐酸与天然的软锰矿粉（二氧化锰）反应制得一种让人窒息的、黄绿色气体；并确认其为一种新的化学元素。
其反应机理如下： MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O1799年，由Weldon 首先采用瑞典人的方法在工业中制得氯气。
1807年，英国人Davy用食盐熔融电解制得氯气。
（2NaCl → 2Na + Cl2↑）1810年，Davy在伦敦试验证明氯气是一种元素，并于当年的11月9日在英国皇家学会上宣读论文。
提议这个元素定名为Chlorine（意思是黄绿色），来源于希腊文字（ Chorus ）。
从门捷列夫元素周期表中可以知道，氯的原子序数为17，原子量为35.453，排列于周期表第Ⅶ列——A族，故称为卤族元素。
从电子层排布可知：其K层有2个电子，L层有8个电子，M层有7个电子；最外层电子有7个，故而十分容易获得一个电子，形成稳定的离子键或共价键结合形式。
属于一种化学亲和力很大的、较强非金属性质的氧化剂。
1851年，Watt第一个取得了食盐水溶液电解制备氯气的专利；在直流发电机问世以后，1890年由德国格瑞斯海姆电化公司首先采用隔膜电解槽制备氯气用于工业生产。
至今已经经历了一个多世纪。
而中国的氯碱工业起步于1929年10月，由爱国实业家吴蕴初先生买断了越南海防电化厂的全部设备，创建了国内第一家氯碱厂——上海天原电化厂。
当时采用的是“爱伦姆”电解槽，日产烧碱仅3吨。
氯碱物料衡算【范本模板】
1.氯气、氢气处理物料衡算题目200 kt/a烧碱装置氯气、氢气处理工序的初步设计原始数据200 kt/a烧碱装置Cl2、H2处理，年工作日330天,其余数据以工厂实际收集数据为准.说明书内容：（1) 生产方法以及今后的发展前途(2）生产方法的选择及流程简述。
根据前面介绍的方法，你选择什么方法生产，并说明理由。
简述你的流程（3）物料衡算整个计算过程的整理（4) 设备计算（5）热量衡算（6）选择其他设备（7）生产过程应控制的指标（8) 附带控制点的工艺流程图一份、设备简图一张（9）可以谈谈你的设计体会（有无都可）目录第一篇氯气处理 1第一章总论 1一概述 1二氯气处理的任务和方法 1三工艺流程简介 2第二章氯气工艺计算 4一氯气处理工艺流程 4二计算依据 4三工艺计算 5（一）钛冷却器 5（二）硫酸干燥塔（填料塔) 10第三章主要设备设计及选型13一钛冷却器13二硫酸干燥塔(填料塔）25第二篇氢气处理29第一章总论29一概述29二氢气处理工艺流程确定30第二章工艺计算31一氢气处理工艺流程31二计算依据31三工艺计算32（一)洗涤冷却塔32第三章主要设备设计及选型36一洗涤塔36二主要管径38三氢气输送设备39四水输送泵39五液封循环水池39六氢气缓冲罐39主要设备一览表40设计评述41参考文献42第一篇氯气处理第一章总论一。
概述1. 氯气氯气Cl2，分子量70.906,常温下，氯是黄绿色，具有使人窒息气味的气体,有毒。
氯气对人的呼吸器官有强烈的刺激性，吸入过多时还会致死。
氯气比空气重，约为空气的2。
5倍。
氯气能溶于水，但溶解度不大，温度越高氯气在水中的溶解度越小。
氯气溶于水同时与水反应生成盐酸和次氯酸，因此氯水具有极强的腐蚀性。
氯气在四氯化碳，氯仿等溶剂中溶解度较大，比在水中的溶解度约大20倍。
工业上利用氯气在四氯化碳中有较大溶解度这一特点,用四氯化碳吸收氯碱厂产生的所有废氯，然后再解吸回收氯气。
5干燥过程的物料衡算与热量衡算
五、空气进、出干燥器的状态变化：
在干燥操作中，空气通过预热器时，状态变化过程为温度 升高而湿度不变。若预热后的空气温度t1为已知，则空气的状 态也就确定了。而空气通过干燥器时，由于空气和物料间进行 热和质的交换，而且还受外加热量的影响以及热损失等，所以 其状态变化过程是比较复杂的。通常，根据干燥过程中空气焓 的变化情况，将干燥过程分为等焓与非等焓干燥过程。
湿物料中水分的质量 X 100% 湿物料中绝干物料的质量
X 1
X 1 X
质量分数 以湿物料为基准 质量比 以干物料为基准
3、湿物料的比热容
Cm=Cs+XCw=Cs+4.187X Cw:物料中所含水分的比热容 Cw=4.187KJ/(Kg水℃)
4、湿物料的焓
I’=Is+XIw=Csθ+XCwθ =（Cs+4.187X）θ =Cmθ
课题：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
一、 湿物料的性质
二 、 干燥系统的物料衡算 三 、 干燥系统的热量衡算
四 、干燥系统的热效率
五、空气进、出干燥器的状态变化：
一、湿物料的性质 湿物料：干物料+水
1、湿基含水量
湿物料中水分的质量 100% 湿物料的总质量
2、干基含水量
'
Q1 100% Q P QD
'
若蒸发水分量为W，空气出干燥器时温度为t2，物料进干燥 器温度为t1’，则干燥器内蒸发（气化）水分所需Q1可用下 式计算:
Q1 W 2492 1.88t2 4.187t1 '
干燥操作中干燥器的热效率表示干燥器操作的性能，效率愈 高表示热利用程度愈好。 在干燥操作中，若将离开干燥器的空气温度降低而湿度增大 ，则亦能提高干燥效率和节省空气的消耗量以降低输送空气的能 量。但是空气的湿度增加，会使物料和空气间的传质推动力（即 HW—H）减小。一般地吸水性物料的干燥，空气出口的温度应高 一些，而湿度应低些。通常，在实际干燥操作中，空气出干燥器 之温度t1需比进入干燥器时的绝热饱和温度高20到50℃，这样去 保证在干燥器以后的设备中空气不致分出水滴，以免造成设备材 料的腐蚀等问题。此外，废气中热量的回收利用对提高干燥操作 的热效率也具有实际意义。当然还应注意干燥设备和管路的保温 ，以减少干燥系统的热损失。
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。
干燥过程的物料衡算与热量衡算
图9-10 干燥器物料衡算干燥过程的物料衡算与热量衡算
符号说明：
G1 ——湿物料进口的质量流率，kg/s； G2 ——产品出口的质量流率，kg/s； Gc ——绝干物料的质量流率，kg/s； w1 ——物料的初始湿含量； w2 ——产品湿含量； L ——绝干气体的质量流率，kg/s； H1 ——气体进干燥器时的湿度； H2 —— 气体离开干燥器时的湿度；
（8-63）
其中：
干燥过程的物料衡算与热量衡算
得： 即：
（8-64） （8-65）
式（8-65）说明：空气离开干燥器的焓I 2小 于进入干燥器时的焓I 1，这种过程的操作线BG 应在BC线的下方。如图8-14， BG线上任意点指 示的空气焓值小于同湿度下BC线上相应的焓值；
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
等焓干燥过程有以下两种情况：
A、整个干燥过程无热损失、湿物料不升温、 干燥器不补充热量、湿物料中汽化水分带入 的热量很少。 B、干燥过程中湿物料中水分带入的热量及补 充的热量刚好与热损失及升温物料所需的热量 相抵消。
干燥过程的物料衡算与热量衡算
二、实际干燥过程（非绝热过程） 很显然，只有在保温良好的干燥器和湿物
湿物料中含水量有两种表示方法： 一、湿基含水量 w:[kg水/kg湿物料]
水分在湿物料中的质量百分数。 （8-33）
干燥过程的物料衡算与热量衡算
二、干基含水量 X [kg水/kg干物料] 湿物料中的水分与绝干物料的质量比。
（8-34）
三、两者关系:
（8-35）
（8-36）
干燥过程的物料衡算与热量衡算
（8-39）
干燥过程的物料衡算与热量衡算
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XX ＝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 Xw +=1 （８－１４）或w wX -=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 WH H X X G L -=--=（８－１８）若设：121H H WLl -== （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。
第三节 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流干燥过程通常在干燥过程的计算中，首先需要确定从事物料中移除的水分量相应需消耗的空气量和热量，据选择或设计适宜型号的风机或换热器，其次再进行干燥器和其他辅助设备的设计和选择，干燥过程的物料衡算和热量衡算是上述计算的基础。
§8.3.1湿物料中含水量的表示方法X与W关系：§8.3.2物料衡算范围（对象）：连续干燥器基准：单位时间s（或h）对象水分：§8.3.3热量衡算范围基准：单位时间s热量衡算：对象干燥全系统：或预热器：（忽略预热器热损失）湿物料的焓I’：1㎏绝干料与其所带X㎏水具有的焓。
则温度为θ湿含量为X的湿物料的焓I’为为了简化计算，现假设：1．新鲜气中水蒸气的焓等于出干燥器时废气中的水蒸气的焓，即，2．进出干燥器的湿物料比热相等，即，即∵，，代入上式并整理得：或若（不补充热量于干燥器中）则由此可见，干燥系统中加入的热量为四部分：①加热空气②蒸发水分③加热物料④热损失。
通过热量衡算，可确定干燥操作的耗热量以及各次热量的分配，热量衡算上计算预热器的传热面积，加热介质消耗量，干燥器尺寸及干燥热效率的基础。
§8.3.4 空气通过干燥器时的状态变化应用上面的物料及热量衡算前要确定空气离开干燥器时的状态。
这涉及空气通过干燥器时状态的变化过程。
空气经过预热器被加热，H不变，温度升高，焓↑空气经过干燥器时，由于空气与物料间进行热和质的交换，而且还有其它外加热量的影响，应而确定出干燥器时的空气状态是比较困难的和复杂的。
一．现讨论等焓干燥过程（绝热干燥过程）前提：①②③故，在H—I图描绘为对于等焓干燥过程，离开干燥的空气状态的确定只需一个参数，一般。
在实际干燥过程中，等焓干燥过程是难于完全实现的，故又称为理想干燥过程。
（理想干燥器）但在干燥器绝热良好，又不向干燥器中补充热量，且物料进出干燥器时的湿度十分接近时，可近似按等焓干燥过程处理。
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Q热量＝K*A*△t
K=1500
A=Q/(K* △t)=47619/(1500*4.48)＝7.086m2
2、Ⅱ、Ⅲ填料干燥塔板式换热器的的换热量均为 79000 千焦/时（杭州东日
公司提供），约为 18810 千卡/时，Ⅱ、Ⅲ填料干燥塔板式换热器冷冻水的
用量各为
W=18810/〈1×(11-8) 〉=6270 千克/时＝6.270m3/时
3、冷却器冷冻水用量的计算
冷冻水的用量V＝Q/(11-8)*1=84615/(11-8)=28206.3m3/h＝28.206 m3/h
五、
冷冻水的管径＝ (28.206/3600) =0.081 米（冷冻水流速取，取管径 DN100 酸管径的计算 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ填料干燥塔硫酸喷林量均为 50m3/时，则管径
干基氯气带出的热量QCl2=93.66×8.214×12＝9233.85 千卡 湿氯气含水带出的热量QH2O=602.64×28.949＝17444.26 千卡 其他气体带出的热量 Q=6.9×3.88×12＝321.64 千
氯水移走的热量为 Q＝103.9728×1×15＝1559.59 千卡
∑Q出＝9233+17444.26+321.64+1559.59＝28558.24 千卡 冷冻水带出的热量为Q进－Q出＝113173.8-28558.24=84615.56 千卡 2、却器的换热面积计算
W水=198.142 千克 4、进塔的气相组分
干基氯气 887.5 千克 （12.5Kmol）
其他气体 15 千克 （0.5172Kmol）
水份
198.14 千克 （11.01Kmol）
换算成 6 万吨 100％NaOH/年（生产时间为 8000h）进塔气相组成为
干基氯气 6656.25 千克 （93.75Kmol）
(0.785*1.5)
则管径圆整为 DN200 ，取管径 DN200.
四、 钛冷却器的计算
1、热量衡算
进冷却器的温度 40℃，出冷却器的温度 12℃，氯水温度为 15℃，
气相组分带进冷却器的热量是 113174 千卡
12℃时水的饱和蒸汽压是 1.71KPa则W水＝28.949 千克（以 6 万吨 100%烧 碱/年计）
公司提供），约为 3571 千卡/时，冷冻水用量为W=3571/〈1×(11-8) 〉
=1190 千克/时＝1.19m3/时，冷冻水的管径d＝
1.19 / 3600 0.785*1.5
＝0.017m，管径圆
整为DN25,取DN25 管。
Ⅲ填料干燥塔补充酸板式换热器面积计算 已知△t＝4.48，K取 1500，则A= Q/(K* △t)=3571/(1500*4.48)＝0.531m2 冷冻水总管管径计算 冷冻水的总量为：钛冷却器用量 28.3m3/时＋硫酸冷却器的用量（15.9＋
氯气的摩尔数为， 干基氯气的摩尔数为 93.75mol， 水蒸汽的摩尔数为 82.56mol， 其他气体的摩尔数为 3.88mol，
洗涤塔入口气体在标准状态下的体积流量为
V＝（93.75+82.56+3.88）*22.4＝180.89*22.4＝4036m3/h 已知洗涤塔前氯气温度 80℃，压力为－0.5KPa，实际流量为 V＝4036* 273 + 80 * 101.325 =5244m3/h
冷冻水的上水温度为 8℃，回水温度 11℃，钛冷却器的进口氯气温度 40
℃，出口温度为 12℃，
△ t＝｛（T1-t2）－（T2－t1）｝/㏑｛（T1-t2）/（T2－t1）｝
＝｛（40-11）－（12－8）｝/㏑｛（40-11）/（12－8）｝
＝12.62
Q热量＝K*A*△t
K=100
A=Q/△t*K=84615/(12.62*100)=67.05m2
总的气相带入的热量∑Q=62730+938304.6+2141.8＝1003175.8 千卡
7、出洗涤塔气相带出的热量：
已知：40℃时氯气的比热为 8.3 千卡/mol. ℃
40℃时水蒸气的热焓为 613.64 千卡/千克
40℃时其他气体的比热为 6.9 千卡/mol. ℃
干基氯气带入的热量QCl2=93.66×8.3×40＝31095.12 千卡 湿氯气含水带入的热量QH2O=613.64×132＝81000.48 千卡 其他 气体带进的热量 Q=6.9×3.88×40＝1070.88 千卡
其他气体 112.5 千克 （3.88 Kmol）
水份
132 千克
（7.3Kmol）
6、进洗涤塔气相带进热量：
已知：80℃时氯气的比热为 8.364 千卡/mol. ℃
80℃时水蒸气的热焓为 631.4 千卡/千克
80℃时其他气体的比热为 6.9 千卡/mol. ℃
干基氯气带入的热量QCl2=93.75×8.364×80＝62730 千卡 湿氯气含水带入的热量QH2O=631.4×1486.07＝938304 千卡 其他其他带进的热量 Q=6.9×3.88×80＝2141.8 千卡
7.1＋6.3＋1.2）m3/时＝58.9m3/时，冷冻水流速取 1.5 米/s，则
管径 d＝ 58.9 / 3600 ＝0.117m，圆整管径为 DN125，取 DN125 管。 0.785 *1.5
七、进氯气洗涤塔的氯气管径计算 气体在标准状态下（1atm、0℃），1 千克分子等于 22.4m3气体，每小时进塔
273 100.825
氯气总管的管径 d＝ 5244 / 3600 ＝0.393（氯气流速取 12 米/s） 0.785 *12
圆整管径为 DN400 取管径 DN400 管。
八、洗涤塔出口管径的计算 洗涤塔出口气体的摩尔数为 干基氯气的摩尔数 93.66mol 水蒸气的摩尔数为 7.33mol 其他气体的摩尔数为 3.88mol 洗涤塔出口气体在标准状态下的体积流量为 V=（93.66+7.33+3.88）*22.4＝2349.09m3 已知洗涤塔出口氯气温度 40℃，压力为－1.5KPa，实际流量为 V＝2349.09* 273 + 40 ∗101.325 ＝2731m3 273 99.825
司提供），约为 47619 千卡/时 ，则 Ⅰ塔硫酸板式换热器冷冻水的用量 为 已知冷冻水的进口为 8℃，出口温度为 11℃，冷冻水的流速取 1.5 米/秒 水的比热为 1 千卡/千克。℃， 由公式W×CP×(T2-T1)＝Q得W＝Q/〈CP×(T2-T1) 〉 W=47619/〈1×(11-8) 〉=15873 千克/时＝15.873m3/时
氯水的喷淋温度控制在 37 ℃以下，洗涤塔氯水出口温度在 50 ℃以下，
Q热量＝50×1×q流量－37×1×q流量
q流量＝63233.53 千克/时＝63.233m3/时
循环氯水管管径 d＝ (63.233/ 3600) ＝0.122 米（流速取 1.5 米/s）
(0.785*1.5)
圆整管径的 DN125,取管径 DN125 管。
氯水带出的热量为 Q＝（1486-132＋5.313）×50×1＝67965.65 千卡
总的气相带出的热量∑Q=31095+81000.48+1048.8＋67965.65＝181139.93 千卡
氯水喷淋带走的的热量为：Q进－Q出＝1003175.8-181139.93＝822035.87 千卡 二、 氯水喷淋量的计算
氯气在 15℃时的溶解度 0.008495 千克/千克，则氯气损失量为
（132-28.949）*0.008495＝0.9218 千克，氯水生成量
132-28.949+0.9218＝103.9728 千克
气相出冷器带出的热量是
已知 12℃时氯气的比热是 8.214 千卡/Kmol.℃
水蒸汽的热焓是
602.6 千卡/千克 其他气体的比热是 6.9 千卡/ Kmol.℃
其他气体 112.5 千克 （3.88 Kmol）
水份
1486.07 千克 （82.56Kmol）
5、出塔的气相组分
40℃时水的饱和蒸汽压为 7.37KPa，则W水＝17.67 千克，水蒸汽在洗涤塔 中 冷 却 得 的 量 是 198.142-17.67 ＝ 180.372 千 克 ， 50 ℃ 时 氯 气 的 溶 解 度 为
A=62.28m2
厂家给的氯水板式换热器的换热量为 700000 千焦/时约为 16.7 万千卡/时。
2、循环水的流量
循环水量V＝Q热量/（39-34）×1＝822029/4＝164405＝164.405m3/h
循环水管径 d＝ (164.405/ 3600) ＝0.197 米（循环水流速取流 1.5 米/s）
d＝ (50 / 3600) /(0.785×1.5)
d＝0.109 米（硫酸流速取 1.5 米/s），管径圆整为 DN125,取 DN125 的管。 Ⅲ填料干燥塔补充酸用量为 100L/时，取管径为 DN25 管。 六、硫酸换热器计算 1、Ⅰ填料干燥塔硫酸板式换热器的换热量为 200000 千焦/时 9 杭州东日公
三、氯水板式换热器的计算
1、氯水板式换热器面积计算
以氯水 63.233 m3/h的喷淋量来计算，循环水上水是 35℃，回水 39℃，
Q热量＝K*A*△t
K=2500
△t＝｛（T1-t2）－（T2－t1）｝/㏑｛（T1-t2）/（T2－t1）｝＝5.2793
Q= K*A*△t 822035.87=2500*5.297*A
0.003925Kg/Kg，因此氯气的损失量为 180.372×0.003925＝0.7084 千克，换算
成 6 万吨/年 100％NaOH共损失氯气为 0.7084×60000/8000＝5.313 千克
换算成 6 万吨 100％NaOH/年出塔气相组成为