物料衡算

物料衡算

1.1

为确保3000吨/年木聚糖磷酸酯目达到年产设计量，在从蔗渣中提取木聚糖（BX）制取BXP时，必须保障拥有足够量的BX作为中间产品进行化学修饰成为所需产品BXP。因此，依据设计基本条件：BXP年产3000吨，工作日300天，蔗渣中含有木聚糖类半糖25%，提取率40%。设计每小时进3500kg的蔗渣，倒推计算提取出BX的产量流量为：

3500×0.25×0.4=350kg/h

以此提取木聚糖产量流量作为设计项目物料进料的基准，进行木聚糖后续操作工序的物料衡算。

1.2

提取段工艺中进行物料衡算的只有物料发生变化的设备。其中粉碎机、提升机、泵、传送带等设备不进行物料衡算。

1.21 蔗渣洗涤机（L102）物料衡算

1、计算依据

（1）常温常压下，洗涤1体积的蔗渣能够吸收1体积的水并达到饱和状态，其体积在此状态下，膨胀为原来的1.5倍。

（2）洗涤过程中，洗去蔗渣中的泥沙，因此存在物料的损失，但计算过程损失不计。

（3）用两倍于蔗渣体积的水洗涤，并认为此状态下，已洗涤干净。

（4）常温（T=25℃）常压物性：蔗渣的密度ρ=109.7g/cm3，水的ρ=1 000k g/cm3。

（5）洗涤机进出口温度无变化，均为T=25℃。

2、物料衡算

3000kg蔗渣体积：3500÷109.7=31.91m3

洗涤机进口物料流量：

A进口蔗渣：3500kg/h

B进口H2O：31.91*2*1000=63820kg/h

洗涤机出口物料流量：

C出口蔗渣：3500kg/h

H2O：63820×（1/2）=31910 kg/h

D出口H2O：63820×（1/2）=31910 kg/h

表1．洗涤机物料平衡表（单位均为kg/h）

1.22 压滤机（L103）物料衡算

1、计算依据

压滤机可压滤出99%蔗渣吸收的水分，即仅仅残留1%在蔗渣中。

2、物料衡算

进出口温度不变，常温T=25℃

A进口蔗渣：3500kg/h

H2O：63820×（1/2）=31910 kg/h

B出口H2O：31910×99%=31590.9kg/h

C出口蔗渣：3500kg/h

H2O：31910×1%=319.10 kg/h

表2．第一个压滤机物料平衡表（单位均为kg/h）

1.23 蔗渣浸泡槽（F101）物料衡算

1、计算依据

（1）用0.1%H2SO4进行浸泡软化，其用量是进口物料体积的1.5倍。

（2）工业硫酸质量分数是93%的浓硫酸，使用前需稀释。

（3）1%H2SO4的密度取近似值ρ=1 000kg/cm3

（4）浸泡温度为T=60℃，即进口T=25℃，出

口T=60℃。

2、物料衡算

所需要的0.1%H2SO4：31.910×1.5＝47.865m3/h

则需要纯H2SO4：47.865×1×1000×0.1%＝47.865kg/h

需要93%H2SO4：47.865÷0.93＝51.468 kg/h 进行稀释，过程加入水量为：

51.468×1×1000×99.9%=51416.5kg/h

因此，B进口H2SO4：51.468 kg/h

H2O：51416.5kg/h

A进口物料与第一个压滤机C出口物料相同。

则C出口蔗渣：3500kg/h

H2O：319.10+ 51416.5 =51735.6 kg/h

纯H2SO4：47.865×1×1000×0.1%＝47.865kg/h

表3．蔗渣浸泡槽物料平衡表（单位均为kg/h）

1.24 压滤机（L104）物料衡算

1、计算依据

（1）压滤机可压滤出99%蔗渣吸收的水分，即仅仅残留1%在蔗渣中。

（2）压滤机压滤出硫酸总量的95%，有5%附着在软化的蔗渣上。

（3）压滤过程温度不发生变化T=60℃。

2、物料衡算

A进口物料即浸泡槽C出口物料

B出口纯H2SO4：95%×47.865＝45.47kg/h

H2O：99%×51735.6= 51218.2kg/h

C出口蔗渣：3500kg/h

纯H2SO4：5%×47.865=2.39kg/h

H2O：1%×51735.6=517.356 kg/h

表4．第二个压滤机物料平衡表（单位均为kg/h）

1.25 蔗渣蒸煮罐（F102）物料衡算

1、计算依据

（1）根据蒸煮罐的处理能力，使用两个蒸煮罐并联，则进料口每个蒸煮罐占有物料各为一半，此计算按两个蒸煮罐的总进料管计算。

（2）蒸煮用水量约为进料蔗渣体积的1.5倍。

（3）蒸煮温度T=120℃。出蒸煮罐后温度为T=105℃

2、物料衡算

A进口物料与第二个压滤机C出口物

料相同。

B进口主要是进水

H2O（3500/109.7) *1.5*1000=47857.8kg/h

C出口蔗浆：3500-350=3150kg/h

BX：350kg/h

纯H2SO4：2.39 kg/h

H2O：47857.8+517.356=48375.2kg/h

表5．蒸煮罐物料平衡表（单位均为kg/h）

1.2.6压滤机（L201）物料衡算

1、计算依据

（1）压滤过程存在0.5%BX附着蔗浆，即0.5%BX损失。（2）5%纯硫酸伴随蔗浆排除，另外95%存在于滤液中。（3）蔗浆中只含1%水分，其余在滤液中

（4）压滤及传送后温度由进口T=105℃变为T=85℃。2、物料衡算

A进口物料与蒸煮罐C出口相同。

B出口BX 350*99.5%=348.25kg/h

纯H2SO4：2.39*95%=2.27kg/h

H2O：48375.2*99%=47891.4kg/h

C出口蔗浆：3150kg/h

BX：0.5%×350=.1.75 kg/h

纯H2SO4：2.39*5%=0.119kg/h

H2O：48375.2*1%=483.752kg/h