蒸汽热量衡算
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，kJQ2——加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJQ3——过程热效应，kJQ4——物料离开设备所消耗的热量，kJQ5——加热或冷却设备所消耗的热量，kJQ6——设备向环境散失的热量，kJQ1（Q4）=Σ mC P(t2- t0) kJ式2m——输入或输出设备的物料质量，kgC 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3M——设备各部件的质量，kgC 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，℃2Q5+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全车间物料热力学数据的估算2.1所用纯化合物比热的推算0i i pMc n C ∑=式 5式中M ——化合物分子量；n i ——分子中同种元素原子数； c i ——元素的原子比热容，kJ/(kg•℃)查《制药工程工艺设计》P111，得到原子的摩尔热容相关数据，见表1表1 元素原子的摩尔热容单位：kcal/( kmol•℃)(当物质为固体时，各原子的C a 取值近似值）原子 C a 原子 C a 原子 C a 碳C 2.8 氧O 6.0 氮N 2.6 氢H4.3硫S7.4其他8.0(当物质为液体时，各原子的C a 取值近似值）而在实际生产的过程中遇到的物质大多是混合物，极少数的混合物有实验测定的热容数据，一般都是根据混合物内各种物质的热容和组成进行推算的，其中杂质的含量极少，热效应可以忽略不计。
2010热量衡算数据
（1—12）
qvb =Tb·（39.8lgTb－0.029Tb）/M kJ/kg 式中 Tb—液体的沸点 K；
M—液体的分子量。
（1—13）
3、熔融热的计算
不同物质的熔融热可根据以下公式求出：
元
素
qF =（8.4～12.6）TF
热量衡算中，过程热效应 Q3 的符号为：放热为正；吸热为负。 （1）、学反应热 QR 为计算各种温度下的反应热，规定当反应温度为 298K 及标准大气压时反应热的数值
为标准反应热，习惯上用 ΔH°表示，负值表示放热，正值表示吸热。这与在热量衡算中所 规定的符号正好相反，为避免出错，现用符号 q○r 表示标准反应热，放热为正，吸热为负， 则 q。r =－ΔH°。
2）、燃烧需氧原子数法标准燃烧热
里查德认为：有机化合物的燃烧热与完全燃烧该有机化合物所需的氧原子数成直线
关系。即：
q°c =∑a＋x∑b kJ/mol
（1—19）
式中 a、b—常数，与化合物结构相关，其值见《药厂反应设备及车间工艺设计》（P213～217
表 6—6 和表 6—7）；
X—化合物完全燃烧时所需的氧原子数。
无机化合物
qF =（20.9～29.3）TF
有机化合物
qF =（37.7～46.0）TF
其中：qF —— 熔融热 J/mol；
TF —— 熔点 K。
（1—14） （1—15） （1—16）
5
4、溶解热的计算
气态溶质的溶解热可取蒸发潜热的负值；固态溶质的溶解热则近似可取其熔融热的 值。
5、浓度变化热效应的计算
由无限稀释热可以求出浓度变化的热效应。本设计涉及到氢氧化钠、盐酸的水溶液浓
第二节 热量平衡计算
3．热损失 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为 前二次耗热量的15%，即： Q Q Q 2 =15%（ 2 + 2 ） 4．由上述结果得： Q2=1.15( Q 2 +Q 2) =2088898(kJ)
（三）第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗 热量Q3 按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪 与糖化锅中的麦醪混合后温度应为 63℃， 故混合前米醪先从100℃冷却到中间温度t。
=3.63„kJ/(kg· K)‟
混合醪比热容：
c混合 G 麦醪 c麦醪 G 米醪 c米醪 G 混合
=3.67„kJ/(kg· K)‟
（4）故Q4=26.7%G混合C混合（100-70） =559860（kJ）
2．二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分 量为： V2=26.7%G混合5%1060 =42.4(kg) 故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ) 式中，I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（kJ/kg）。
（ 5）设备向环境散热Q8为了简化计算，假定设备壁 面的温度是相同的，则： Q8=FT（tw-ta） 式中 F——设备总表面积（m2） T——壁面对空气的联合给热系数„W/(m2· ℃)‟ tw——壁面温度（℃） ta——环境空气温度（℃） ——操作过程时间（s） T的计算： ① 空气作自然对流，T=8+0.05tw ② 强制对流时，T=5.3+3.6W（空气流速W=5m/s） 或T=6.7W0.78（W>5m/s）
二、计算实例 （3000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算）
二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖 化工艺，下面就以此工艺为基准进行糖 化车间的热量衡算。工艺流程示意图如 图5-6所示，其中的投料量为糖化一次的 用量（计算参考本章第一节表5-7）。
热量衡算
热量衡算与热交换计算热量衡算与热交换计算一、热量衡算传热计算根据总传热方程进行：Q=KA△tm对于一个热交换器，传热计算的内容有两种，一为设计计算，即根据给定的传热量，确定热交换器的几何尺寸和结构参数；二为校核计算，即对某些热交换器，根据它的尺寸和结构进行校核，看其能否满足传热量的要求。
这两种计算的关键都在于传热面积是否合适，计算的基本依据是总传热方程以及与之相关的热量衡算式，在第四节中，已对总传热方程进行了较为详细的讨论，下面介绍热交换中的热量衡算式。
当热损失为零时，对热交换器作热量衡算可得到单位时间的传热量，此传热量又叫热负荷，即式3-20中的传热速率Q。
热负荷分为两种，即工艺热负荷和设备热负荷，工艺热负荷是指工艺上要求的在单位时间内需要对物料加入或取出的热量，用QL表示，单位为W。
设备热负荷是热交换器所具备的换热能力，所以设备热负荷也就是热交换器的传热速率Q。
当热损失不可忽略时，为满足工艺要求，Q应大于QL。
由热量衡算得到的是工艺热负荷QL。
如果流体不发生相变化，比热取平均温度下的比热，则有：QL=whcph(T1-T2)=wccpc(t2-t1) ( 3-29)式中w----流体的质量流量，kg/s；cp----流体的平均定压比热，kJ/(kg•K);T----热流体温度，K；t----冷流体温度，K；（下标h和c分别表示热流体和冷流体，下标1和2表示热交换器的进口和出口）式3-29是热交换器的热量衡算式，也称为热平衡方程。
若流体在换热过程中有相变，例如饱和蒸汽冷凝成同温度冷凝液时，则有：QL=whr=wccpc(t2-t1) (3-30)式中wh----饱和蒸汽的冷凝速率，kg/s；r----饱和蒸汽的冷凝潜热，kJ/kg；当饱和蒸汽在热交换器中冷凝后，冷凝液液温度继续下降到T2,两部分热量（即潜热和显热）要加起来计算，这时：QL=wh[r+cph(Ts-T2)]=wccpc(t2-t1)式中cph-----冷凝液的比热，kJ/kg•K；Ts------冷凝液饱和温度，K。
热量计算
热量计算二、热量衡算1.热量示意图（略）2.加热介质的选择常用的加热剂有饱和水蒸气和烟道气，饱和水蒸汽是一种应用最广的加热剂。
由于饱和水蒸汽冷凝时传热系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确的控制加热温度。
燃料燃烧所排放的烟道气温度可达100~1000℃，使用与高温加热。
烟道气的缺点是热容和传热系数很低，加热温度控制困难。
本设计选用300KPa 温度为13.3℃的饱和水蒸汽做加热介质，水蒸气易获得，清洁，不易腐蚀加热管不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。
3.冷却剂选择常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜的加以选用。
4.热量衡算（1）冷凝器热负荷 (1)()C VD LD Q R D I I =+-式中VD I --------塔顶上升蒸汽的焓 LDI ---------塔底馏出液的焓+1- DV D V VD LD I I HH χχ⎛⎫-=∆∆ ⎪⎝⎭乙水式中V H∆乙---------乙醇的蒸发潜热V H∆水---------水的蒸发潜热蒸发潜热计算蒸发潜热与温度的关系210.38r21-T 1-1V V H H T r ⎛⎫ ⎪⎪∆=∆ ⎪⎪⎝⎭式中rT---------对比温度 沸点下蒸发潜热列表78.4℃时 乙醇 2r2rT 273.1578.17T 0.6805516.25T+===1r1rT 273.1578.4T 0.6809516.25T+===20.381-0.6805853.97854.3771-0.6809V H ⎛⎫∆=⨯= ⎪⎝⎭同理对于水2r2rT 273.1578.17T 0.542648.15T+===1r1rT 273.15100T 0.576648.15T+===0.381-0.54222572324.1351-0.576V H ⎛⎫∆=⨯= ⎪⎝⎭水项目 沸点/ △Hv(Kj/Kg) 分子量 临界温度Tc/K 乙醇A 78.4 853.97 46.07 516.25 水B100225718.02648.15所以 +1- DV D V VD LD I I HH χχ⎛⎫-=∆∆ ⎪⎝⎭乙水 =0.8814×854.377+（1-0.8814）×2324.135=1028.69/kJ kg7(1) =(5.31)1028.69 =2.410/C VD LD Q R D I I kJ h=+-+⨯⨯‘（）（2）冷却水消耗量21()CC pc Q W c t t =-式中CW --------冷却水消耗量C Q ---------冷却介质在平均温度下的热容1t 2t ---------冷却介质在冷凝器进出口处的温度此温度下冷却水的热容4.25/pc c kJ kg C =⋅º所以 7521 2.6310 5.6510/() 4.25(13551)C C pc Q W kg h c t t ⨯===⨯-⨯-（3）加热器热负荷及全塔热量衡算列表计算乙醇、水在不同温度下混合物的热容Cp塔顶流出液的热容1p c =3.203×0.95＋4.207×0.05＝3.253kj／﹙kg ·℃﹚塔釜流出液的热容2p c =3.049×0.05＋4.147×0.95＝4.140kj ／﹙kg ·℃﹚进行转化 D=3626.1/kg hW=13733.40/kg h()1dt=3626.1 3.25378.17-87.41108992.30/DD p Ft Q D c kg ht =⎰⨯⨯=-()15dt=13733.40 4.14099.82-87.417.0610/W p W Ft Q W c kg h t =⎰⨯⨯=⨯对精馏塔的进口进行热量衡算Q F + Q S = Q D + Q W + Q CQ F = 0Q S =72.410/kJ h⨯+ 57.0610/kg h ⨯ -108992.30/kg h=2.47710/kJ h⨯η=0.9 Q S 1 = Q S /η=2.74710/kJ h ⨯Q S 1 ---------加热器实际热负荷 Q S ---------加热器理想热负荷 Q D ---------塔顶馏出液带出热量 Q W ---------塔底馏出液带出热量查的 △Hv 水蒸气 = 21681.1 Kj/Kg 加热蒸汽消耗量 Wh =Q S 1 / △Hv水蒸气 =2.74710⨯ /21681.1 =12637.8 /kg h冷凝器设计本设计采用冷凝器中立回流直立或管壳式冷凝器原理，对于蒸馏塔的冷凝器，一般选用列管式、空冷凝螺旋板式换热器。
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，kJQ2——加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJQ3——过程热效应，kJQ4——物料离开设备所消耗的热量，kJQ5——加热或冷却设备所消耗的热量，kJQ6——设备向环境散失的热量，kJQ1（Q4）=Σ mC P(t2- t0) kJ式2m——输入或输出设备的物料质量，kgC 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3M——设备各部件的质量，kgC 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，℃2Q5+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全车间物料热力学数据的估算2.1所用纯化合物比热的推算0i i pMc n C ∑=式 5式中M ——化合物分子量；n i ——分子中同种元素原子数； c i ——元素的原子比热容，kJ/(kg•℃)查《制药工程工艺设计》P111，得到原子的摩尔热容相关数据，见表1表1 元素原子的摩尔热容单位：kcal/( kmol•℃)(当物质为固体时，各原子的C a 取值近似值）原子 C a 原子 C a 原子 C a 碳C 2.8 氧O 6.0 氮N 2.6 氢H4.3硫S7.4其他8.0(当物质为液体时，各原子的C a 取值近似值）而在实际生产的过程中遇到的物质大多是混合物，极少数的混合物有实验测定的热容数据，一般都是根据混合物内各种物质的热容和组成进行推算的，其中杂质的含量极少，热效应可以忽略不计。
第二节热量平衡计算.
Q6=15%(Q6+Q6) 4．把上述结果代码（5-17）式可得出麦汁煮沸
总耗热
Q6=115%(Q6+Q6) =12537830(kJ)
（七）糖化一次6 总耗热量Q总
Q总 Qi 21043661 (kJ) i1
=3.67〔kJ/(kg·K)〕
（4）故Q4=26.7%G混合C混合（100-70） =559860（kJ）
2．二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分 量为：
V2=26.7%G混合5%1060 =42.4(kg)
故Q4=IV2=2257.242.4 =95705.3(kJ)
4．确定合适的计算基准
在热量衡算中，取不同的基准温度，算出的 （5-8）式中各项数据就不同。所以必须选准 一个设计温度，且每一物料的进出口基准态必 须一致。通常，取0℃为基准温度可简化计算。
此外，为使计算方便、准确，可灵活选取 适当的基准，如按100kg原料或成品、每小时 或每批次处理量等作基准进行计算。
5．进行具体的热量计算 （1）物量带入的热量Q1和带出热量Q4可按下式
计算，即： Q=ΣGct
式中 G——物料质量（kg） c——物料比热容〔kJ/(kg·K)〕 t——物料进入或离开设备的温度（℃）
（2）过程热效应Q3 过程的热效应主要有生物合 成热QB、搅拌热QS和状态热（例如汽化热、溶 解热、结晶热等）：
=4680041(kJ)
（六）麦汁煮沸过程耗热量Q6 Q6=Q6+Q6+Q3
1．麦汁升温至沸点耗热量Q6 2．煮沸过程蒸发耗热量Q6 3．热损失 Q3
蒸汽热量衡算
蒸汽热量衡算日产3tMnSO4.H2O 蒸发水所需的热量Q C m t =∆水的比热容：34.210/=4.2/J kg kJ kg ⨯℃℃① 从40℃升至100℃所需的热量：=4.2/k /Q C m t kJ kg g kJ =∆⨯⨯⨯⨯⨯3336℃(110m 7m )(100-40)℃=1.76410 ② 100℃水汽化所需的热量2260/k /Q kJ kg g kJ =⨯⨯⨯⨯3337(110m 7m )=1.58210③ 出来时为水：0.50MPa 时，饱和蒸汽温度：151.86KJ/kg180℃时，过热水蒸汽焓值：2812.5KJ/kg进入的蒸汽变水的热量：(1kg) 0.5MPa开始：180℃时，Q=2812.5KJ151.86℃时，Q=2748.1KJ(汽态)640.09(液态)0.5MPa ，151.86℃的水汽化热：2748.1-640.09=2108.01KJ则进入反应斧的每kg 蒸汽放热为：2812.5-640.09=2171.6KJ 生产日需蒸汽量为：71.5810/2171.6/7.26kJ kJ kg t ⨯=④ 出来时为蒸汽蒸汽温度为：151.86℃0.5MPa ，151.86℃饱和蒸汽的焓值：2748.1KJ/kg那么，蒸汽从180℃降至151.86℃时的焓值变化为：2812.5KJ/kg -2748.1KJ/kg=64.4KJ/kg此即为进入斧的每kg 蒸汽放热：64.4KJ则生产日需蒸汽量为：71.5810/64.4/245.34kJ kJ kg t ⨯=⑤ 蒸汽降温所需水量：初始蒸汽：0.5MPa，温度：370℃，过热水蒸汽焓值：3210.75KJ/kg 降温后蒸汽：0.5MPa，温度：180℃，过热水蒸汽焓值：2812.5KJ/kg 假定水温从30℃升至100℃，吸收热量为(/kg)=∆⨯⨯℃170℃=Q C m t kJ kg g kJ=4.2/k294每kg蒸汽从370℃降温至180℃所需水量为：(3210.75-2812.5)/294=1.35kg。
化工原理.传热过程的计算
三、总传热系数
QKAtm
如何确定K值，是传热过程计算中的重要问题。
17
T
Tw
热 流 体
对流 导 热
冷 流 体
Q tw
t
•热流体
Q1 对流
固体壁面一侧
•固体壁面一侧
Q2 热传导
另一侧
•固体壁面另一侧
Q3 对流
冷流体
对流
dQ Kd(TA t)
18
管外对流：
d1 Q 1d1( A TT w )
液体－气体
K 700～1800
300～800 200～500 50～300
100～350 50～250 10～60
25
两流体 气体－气体 蒸气冷凝－气体 液体沸腾－液体 液体沸腾－气体 水蒸气冷凝－水 有机物冷凝－有机物 水蒸气冷凝－水沸腾 水蒸气冷凝－有机物沸腾
K 10～40 20～250 100～800 10～60 1500～4700 40～350 1500～4700 500～1200
21
K1——以换热管的外表面为基准的总传热系数；
dm——换热管的对数平均直径。
dm(d1d2)/lndd12
（3）以内表面为基准：
1 1 d2bd2 1
K2 1 d1 dm 2
（4）以壁表面为基准：
1 1 dmb1 dm
Km 1 d1 2 d2
d 1 2 近似用平壁计算
d2
22
（5）污垢热阻
27
四、壁温的计算
稳态传热 QK AtmT1TWTw btWtw1t
1A1 Am 2A2
bQ
tW TW Am ,
Q
TW
T
1A1
,
化工原理 传热计算
(2)污垢的影响
1 1 Rs1 b d1 Rs2 d1 1 d1
K 1
dm
d2 2 d2
(3)若两侧流体的对流传热系数相差较大，如α1>>α2,则
K≈α2，即总传热系数接近α较小的流体的对流传热系数。强 化传热的途径必须提高α小,即降低热阻大的流体的热阻。
（4）K 获取： 通过上述公式求算。 从有关手册和专著中获得，如《化工工艺设计手册》，
2500
45 22.5
20 50 20
=0.0004+0.00058+0.000062+0.000625+0.025 =0.0267 m2·K/W K=37.5 W/m2·K
（2）α1增大一倍,即α1=5000W/m2·K时传热系数
1
=0.0002+0.00058+0.000062+0.000625+0.025=0.0265 m2·K/W
K ''
K '' =70.4 W/m2·K
K值增加的百分率
K '' K 100% 70.4 37.5 100% 87.8%
K
37.5
由本例可以清楚地看到，要提高K值，就要设法减小主要热阻项。
关于总传热系数K的讨论：
(1)对于平壁或薄壁圆筒：有A1＝A2＝Am, 则:
1 1 b 1 1 1
4.4 传热计算
4.4.1 热量衡算－热负荷的计算
Cool fluid
Q放＝Q吸 Q损
Hot
fluid
若无相变，忽略热损失：
Q qm1cP1 (T1 T2 ) qm2cP2 (t2 t1 )
蒸汽流量换热与热量换算公式
蒸汽流量换热与热量换算公式
Q = m h.
其中，Q代表热量（单位为焦耳），m代表蒸汽的质量（单位为千克），h代表单位质量蒸汽的比焓（单位为焦耳/千克）。
另外，蒸汽的流量可以用以下公式计算：
G = m / t.
其中，G代表蒸汽的流量（单位为千克/秒），m代表蒸汽的质量（单位为千克），t代表时间（单位为秒）。
在换热过程中，蒸汽的热量可以通过传热系数、传热面积和温度差来计算。
具体的换热公式取决于具体的换热设备和条件，比如在壳管式换热器中，可以使用传热系数和传热面积来计算换热量。
总的来说，蒸汽流量换热与热量换算涉及到多个参数和公式，需要根据具体情况进行计算和应用。
《化工原理》传热计算
Q = W1·Cp1·（T1－T2 ）= W2·Cp2·（t2－ t1） + W2 ·r
若热损失为Q损，则：
Q = W1·Cp1·（T1－T2 ）= W2·Cp2·（t2－ t1） + W2 ·r +Q损
（4）冷热流体均有相变
热流体的放热量 = W1 ·Cp1·（T1－T2 ）+ W1R 冷流体的吸热量 = W2 ·Cp2 ·（t2 － t1） + W2 ·r
1 1 1
K
i
o
设 1 10;2 1000 则
K 1
1
10
1 1 1 1
1 2 10 1000
现提高 α2 10000
则
K
1 11
1 2
1
1
1
10 10000
10
若提高 α1 100
K
1
1
1
1
1
1
100
则
1 2 100 1000
若 i o 则 K o
管壁外侧对流传热控制
四、平均温度差的计算
1、恒温差传热
壁面两侧进行热交换的冷热流体，其温度不 随时间及位置而变化。
2、变温差传热
采用对数平均值计算平均温度差（传热平均推 动力）。
(1) 并流
冷热流体流动方向相同。
tm并
t1 t2 ln t1
T1
t1 T2 t2
ln T1 t1
t2
T2 t2
(2) 逆流
Q热
T
TW 1
α1 S1
Q壁
TW
b
tw
λ Sm
Q冷
化工原理传热过程的计算
K 700～1800
300～800 200～500 50～300
100～350 50～250 10～60
两流体 气体－气体 蒸气冷凝－气体 液体沸腾－液体 液体沸腾－气体 水蒸气冷凝－水 有机物冷凝－有机物 水蒸气冷凝－水沸腾 水蒸气冷凝－有机物沸腾
K 10～40 20～250 100～800 10～60 1500～4700 40～350 1500～4700 500～1200
Q ─ 热流体放出或冷流体吸收的热量，W； qm1,qm2 ─ 热冷流体的质量流量，kg/s； h1,h2 ─ 冷流体的进出口焓，J/kg； H1,H2 ─ 热流体的进出口焓， J/kg 。
1.无相变，且Cp可视为常数
热量衡算式：
Q qm1c p1 T1 T2 qm2cp2 t2 t1
式中： cp1,cp2 ── 热冷流体的比热容， J/(kg·℃) ； t1,t2 ── 冷流体的进出口温度， ℃ ； T1,T2 ── 热流体的进出口温度， ℃ 。
1 K
1
1
Rd1
b
Rd 2
1
2
当传热壁热阻很小，可忽略，且流体清洁，污
垢热阻液可忽略时，则：
11 1
K 1 2
（7）换热器中总传热系数的经验值
两流体 水－水 有机物－水
有机物粘度μ<0.5mPa·s μ＝0.5~1.0mPa·s μ>1.0mPa·s
有机物－有机物 冷流体粘度μ<1.0mPa·s μ>1.0mPa·s
2.有相变时
2.1 饱和蒸汽冷凝：
Q qm1r qm2c p2 t2 t1
r ─热流体的汽化潜热，kJ/kg；
2.2 冷凝液出口温度T2低于饱和温度TS :
热量衡算2——精选推荐
热量衡算热量衡算的时间与物料衡算的时间相同以每反应釜处理物料作为基准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热量衡算可由下式表示：Q Q Q Q Q Q 654321++=++ 式中：Q 1——所处理物料带入设备的热量KJ Q 2——加热剂或者冷却剂与设备和物料传递的热kJQ 3——过程热效应kJQ 4—— 物料离开设备带走的热量Q 5——设备各部件所消耗的热量 kJ Q 6——设备想四周散失的热量kJ ，又称热损失热量衡算式计算热负荷Q2 根据热量衡算式可知： Q Q Q Q Q Q 314652--++= 假设:Q Q Q 265%15=+基准温度为25℃。
则，Q Q Q Q 3142%85--=对马来松香的合成阶段进行热量横算根据物料衡算，做出热量衡算示意图：压力：一标准大气压 以25℃作为热量衡算的基准温度进料物温度：马来酸酐的进口温度为 55℃松香的进口温度为125℃出口物温度：马来酸酐的出料温度为 195℃松香的出料温度为 195℃马来松香的出料温度为 195℃压力为1标准大气压。
计算Q 1——所处理物料带入设备的热量Kj 计算定压比热容Cp ：松香的分子结构为采用Missenard 法估算定压比热容查《精细化工反应器及车间工艺设计》P94表3-7得查表得基团结构摩尔热熔值： 单位 J/（mol ℃）—COOH — 94.2 —CH 3 48.4—CH 2— 31.0 —CH — 28.13*113 —O — 31.0—CO —酮基 46.1所以松香在一标准大气压下，125℃的定压比热容为：Cp=)/(6.6501133944.484℃kmol kj =⨯++⨯=2.23kj/(kg.℃）因为顺丁烯二酸酐的结构式为：所以马来酸酐在一标准大气压下，125℃的定压比热容为：Cp=℃）./(17922831246kmol kj =⨯++⨯ =1.83kj/(kg.℃)则：)25125(83523.2)2555(12683.11-⨯⨯+-⨯⨯=Q =192152kj 热负荷 Q = kJ 1.7476)25130(259.21.111=-⨯⨯Q 4—— 物料离开设备带走的热量采用Missenard 法估算定压比热容因为马来松香的分子结构式为：所以马来松香在125℃的定压比热容为：Cp=℃）./(808226312469444.483113kmol kj =⨯++⨯++⨯+⨯ =2.126kJ （kg.℃）则：=Q4)25195(464126.2)25195(46423.2)25195(83.15.6-⨯⨯+-⨯⨯+-⨯⨯ =345623kj计算Q 3——过程热效应kJQ Q Q PR +=3 Q P _____物理过程热效应，在在这个计算中忽略不计。
单效蒸发器计算公式,输入原始数据即可自动计算
单效蒸发器计算一、蒸发水量（W）计算计算值根据溶质的物料衡算，得：F▪X0=(F-W)▪X1=L▪X1则水的蒸发量为：W=F▪(1-X0/X1)=450完成液的浓度为：X1=F▪X0/(F-W)=0.2二、加热蒸汽消耗量（D）计算：做热量衡算，得：D▪H+F▪h0=W▪h´+L▪h1+D▪h c+Q L或：Q=D▪(H-h c)=W▪h´+L▪h1-F▪h0+Q L=1183217若考虑溶液浓缩热不大，并将H取t1下饱和整齐的焓。
则：D=[F▪c0▪(t1-t0)+W▪r´+Q L]/r=124.04式中r、r´分别为加热蒸汽和二次蒸汽的气化潜热，kJ/Kg。
由于蒸汽的气化潜热随压力变化不大，故r≈r´。
三、传热面积（A）计算：A=Q/(K▪ΔTm)=9.63若忽略热损失，则Q为加热蒸汽冷凝放出的热量：Q=D▪(H-h▪c)=D▪r=280320算各组分的值F——原料液量，kg/h；500W——蒸发水量，kg/h；450L——完成液量，kg/h；50X0——原料液中溶质的浓度，质量分数；0.02X1——完成液中溶质的浓度，质量分数；0.2t0——原料液的温度，℃；20t1——完成液的温度，℃；100H ——加热蒸汽的焓，kJ/kg；2733.9h´——二次蒸汽的焓，kJ/kg；2676.1h0——原料液的焓，kJ/kg；83.96h1——完成液的焓，kJ/kg；419.04h c ——加热室排出冷凝液的焓，kJ/kg；2691.5Q ——蒸发器的热负荷或传热速率，kJ/h；Q L ——热损失，可取Q的某一百分数，kJ/h；c0——原料液的比热，kJ/(kg·℃)； 4.183c1——完成液的比热，kJ/(kg·℃)； 4.212r ——加热蒸汽的气化潜热，kJ/Kg；2260r´——二次蒸汽的气化潜热，kJ/Kg。
化工设计之物料衡算及热量衡算
化工设计之物料衡算及热量衡算化工设计中的物料衡算和热量衡算是非常重要的步骤，可以帮助工程师确定所需的原料数量和能源消耗。
本文将讨论物料衡算和热量衡算的原理、方法和应用。
一、物料衡算物料衡算是指根据化工过程的原理和条件，计算出所需原料的数量。
1.原料衡算的原理在化工过程中，根据反应式、反应的平衡常数、物料的摩尔平衡和原料的纯度等信息，可以得出原料的物质平衡方程。
2.原料衡算的方法（1）平衡更新法：根据反应式及其他物质平衡方程，利用线性方程组求解方法，逐步逼近平衡条件，得出原料数量的近似解。
（2）摩尔关系法：利用反应的摩尔比例来计算原料的摩尔数量。
根据反应的平衡常数和其他物质平衡方程，可以得到原料的摩尔数量。
3.原料衡算的应用物料衡算在化工过程中有广泛的应用。
例如，在合成反应中，根据反应需求，确定所需原料的摩尔数量；在萃取过程中，根据溶剂和溶质的摩尔比例，计算溶液中的溶质浓度。
二、热量衡算热量衡算是指根据化工过程的热力学原理和条件，计算出所需的能量消耗。
1.热量衡算的原理根据热力学定律，可以计算化学反应的焓变，并以此来确定反应所需的热量。
热量衡算也需要考虑其他因素，如物料的温度、压力变化等。
2.热量衡算的方法（1）焓变法：根据反应的焓变和反应的摩尔比例，计算出反应所需的热量。
焓变可以通过实验测量或热力学数据库来获取。
（2）能量平衡法：考虑物料流动和热交换等因素，通过能量平衡方程求解，计算出能量的输入和输出。
3.热量衡算的应用热量衡算在化工过程中的应用非常广泛。
例如，在高温燃烧反应中，需要计算反应所需的燃料气体的热量；在蒸汽发生器中，需要计算蒸汽的产生量和燃料的热量供应。
物料衡算和热量衡算是化工设计中不可或缺的两个步骤，可以帮助工程师确定原料的用量和能量消耗，从而优化过程设计、提高生产效率和节约能源。
在进行衡算时，需要准确地获取物料的性质数据，合理地选择计算方法，并考虑到实际操作条件的变化，以保证设计结果的可靠性和实用性。
热量衡算
§ 4.4 热量衡算C,H DDB, H WW热量衡算说明：①泡点进料，泡点回流；②以20℃常温下液态混合物状态为基准。
H F + Q B = Q C + H D + H WH F ：进料焓H D ：塔顶产品焓H W：塔底产品焓Q C：全凝器冷凝负荷Q B ：再沸器热负荷1. 进料焓的计算H FT F=380.1019K=106.9519℃所以进料液体的定性温度（T F + 20℃）/2=63.47595℃查石油化工基础数据手册并由插值法得定性温度下的比热：C FPCT=42.59 cal/mol•℃C FOCT=42.55 cal/mol•℃则进料液体的平均比热：C Fm= C FOCT×Z F + C FPCT×(1-Z F)=42.55cal/mol•℃×40%(mol)+42.59cal/mol•℃×(1-40%)(mol)=42.574 cal/mol•℃则进料液体焓：H F= F ×C Fm×(T F ―20℃)=0.9875kmol/h×42.574 cal/mol•℃×(106.9519℃―20℃)=3655.62kcal/h=15295.48kJ/h2. 塔顶产品焓的计算H DT D=99.5252℃定性温度=（T D + 20℃）/2=59.7626℃查石油化工基础数据手册并由插值法得定性温度下的比热：C DPCT=42.32 cal/mol•℃C DOCT=42.28 cal/mol•℃则塔顶产品的平均比热：C Dm= C DOCT×XD + C DPCT×(1-X D)=42.28 cal/mol•℃×80%(mol)+ 42.32 cal/mol•℃×(1-80%)(mol) =42.288 cal/mol•℃则H D= D ×C Dm×(T D―20℃)=0.329167kmol/h×42.288 cal/mol•℃×(99.5252℃―20℃)=1106.976kcal/h=4631.70kJ/h3. 塔底产品焓的计算H WT W=384.3198K=111.1698℃定性温度=（T W + 20℃）/2=65.5849℃查石油化工基础数据手册并由插值法得定性温度下的比热：C WPCT=42.74 cal/mol•℃C WOCT=42.70 cal/mol•℃则进料液体的平均比热：C Wm= C WOCT×X W + C WPCT×(1-X W)=42.70 cal/mol•℃×20%(mol)+ 42.74 cal/mol•℃×(1-20%)(mol) =42.732 cal/mol•℃则塔底产品焓：H W= W ×C Wm×(T W ―20℃)=0.658333kmol/h×42.732 cal/mol•℃×(111.1698℃―20℃)=2564.78kcal/h=10731.30kJ/h4. 全凝器冷凝负荷的计算Q CQ 1 = V ×r m = (R+1)D ×r mr m =r OCT × X D +r PCT × (1-X D )Q 2 = V × C pm × (T 顶 – 20)①算Q 1 :由Ct B A p +-=log 得 2)(10ln 1*log C t B p dt dp dt p d +== 22)15.273(10ln *Ct t RB p RT dt dp r v ++== mol J C t t RB r T T OCT /10*1568.4)486.2195252.9915.2735252.99(*10ln *990.1590*3143.8)15.273(10ln 42200=++=+=+ m o l J C t t RB r pT T PCT /10*2123.4)519.2185252.9915.2735252.99(*10ln *490.1602*3143.8)15.273(10ln 4220=++=++= 混合汽化潜热：molJ x r x r r PCT D OCT m /10*1679.42.0*10*2123.48.0*10*1568.4)1(4440=+=-+= hkJ r D R r V Q mm /10*5228.2610*1679.4*)13324.18(*329167.0*)1(*441=+=+==②算Q 2 :t 顶=99.5252℃由内插法得C p OCT(99.5252℃)=45.0672 Cal/(mol·℃)C p OCT(20℃) =39.34Cal/(mol·℃)同理由内插法得C p PCT(99.5252℃)=45.1168 Cal/(mol·℃)C p PCT(20℃) =39.38Cal/(mol·℃) 平均比热：C m =XD (C p OCT(99.5252℃)+ C p OCT(20℃))/2+(1-X D )(C p PCT(99.5252℃)+C p PCT(20℃))/2 =80%×(45.0672+39.34)/2+(1-80%)(45.1168+39.38)/2 = 42.2126Cal/(mol·℃)Q2=V×C m （t 顶-20）=6.363588×42.2126×（99.5252-20）=21362.3455kcal/h=8.9382×104kJ/hQ C =Q 1+Q 2=26.5228×104+8.9382×104=35.461×104kJ/h ③ 冷却水用量：取进口水温为30℃，出口水温为40℃，则△t 水=10℃ 水的定性温度为：（30+40）/2=35℃查《化工原理》附录水的比热容为：C p 水(35℃)=4.174kJ/(kg ·K)W=Q C /C p 水 △t 水=10174.410461.354⨯⨯=8495.69 kg/h5. 再沸器热负荷的计算 Q BH L’ + Q B = H V’ + H WQ B= H V’ + H W - H L’H L’= L’ × C m L’ × (T底– 20)H V’= V’ ×r m V’ + V’ × C m V’×(T V’-20)H W = W × C m W × (T W - 20)⑴计算倒数第二块板的焓H L’由Aspen plus 计算结果：t L’=110.9493℃x L’=0.21561268 L’=7.04494355kmol/h定性温度t m =( t L’+20℃)/2=65.4747℃由插值法：C p PCT,65.4747℃=42.7287 Cal/(mol·℃)C p OCT,65.4747℃=42.6887 Cal/(mol·℃)C m = C p PCT (1- x L’)+ C p OCT x L’=42.7287*(1-0.2156)+42.6887*0.2156= 42.7201Cal/(mol·℃)=178.7451J/(mol·℃)H L’=L’C m(t L’-20)=7.0449*178.7451*(110.9493-20)=11.4527*104kJ/h⑵计算离开再沸器的相焓H V’P底=170.00148mmHgx W =0.2 y V’=0.21722207 V’=6.38661055kmol/ht V’=t W =111.1698℃t m =( t V’+20)/2=65.5849℃由插值法：C p PCT, 65.5849℃ =42.7365 Cal/(mol·℃) C p OCT, 65.5849℃ =42.6965 Cal/(mol·℃) C m = C p PCT (1- x W )+ C p OCT x W=42.7365*（1-0.2）+42.6965*0.2=42.7822 Cal/(mol·℃)=179.005J/(mol·℃) Q 1=V’C m (t v’-20)=6.3866*179.005*(111.1698-20) =10.4261*104kJ/h2)15.273(10ln Ct t RB r V ++= mol J r OCT /10*1147.4)486.219111.169815.273111.1698(*10ln *99.1590*3143.842=++=mol J r PCT /10*1644.4)592.218111.169815.273111.1698(*10ln *49.1601*3143.842=++=r m =r OCT y V’+r PCT (1-y V’)=4.1147*104*0.2172+4.1664*104*(1-0.2172) =4.1552*104 J/molQ 2=V’r m =6.3866*4.1552*104=26.5376*104 kJ/h H V’ = Q 1 + Q 2 =36.9637* 104 kJ/h ⑶塔底产品的焓H WH W = 10731.30kJ/h(前已述及) ⑷Q BQ B =H V’+H W -H L’=36.9637*104+1.0731*104-11.4527*104 =26.5841* 104 kJ/h在0.3Mpa时，r水蒸汽=2168kJ/kg蒸汽用量W汽=Q B /r水蒸汽=122.62 kg/h热量衡算方程为：H F + Q B = Q C + H D + H W等式左边=H F + Q B =15295.48+26.5841* 104=28.1136kJ/h等式右边=Q C+H D + H W=35.461×104+4631.70+10731.30=36.9973kJ/h。
能量衡算
能量衡算查化工手册及Missenard法估算的25℃时各物质Cp值Missenard法Cp=∑niCiM式中：M—化合物摩尔质量Kg/Kmolni—分子中i种基团个数Ci—i种基团的摩尔热熔J/（mol·℃）对于有传热要求的设备，其热量平衡方程式为：Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5＋Q6式中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—物料离开设备所带走的热量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。
热量衡算是一般建议以273K 为基准温度，以液态为基准物态。
各物质的Cp值一览项目物质Cp（kJ/(kg·℃)）25℃35℃75℃A 1.657 1.687 1.742B ClCH2COOC3H7-i 1.651 1.775 1.867C 1.675 1.675 1.675D 1.758 1.727 1.878E H2O 4.178 4.178 4.178F 40% NaOH 3.437G HCl 2.763（25%）0.8（纯）0.8（纯）H CO20.837 0.856 0.856I 苯醇 1.971 2.155 2.32 J 1.730 1.762 1.892 K NaCl 0.87 0.87 0.87 L 1.725 1.799 1.92 M 2.545 2.583 2.762 N 1.220（一）、缩合过程1、Q1与Q4的计算Q1（或Q4）=∑mCp（t1−t0）m——物质的质量KgCp——个物质的比热容kJ/(kg•℃)t0、t1——进料与出料温度℃(1)Q1的计算，设进料时温度25℃异丙醇纳：Q11=716.54*25*1.675/8=3750.64KJ苯：Q12=888.32*25*1.758/8=4880.21KJ苄酮：Q13=241.77*25*1.657/8=1251.92KJ氯乙酸异丙酯：Q14=318.60*25*1.651/8=1643.48KJ则每小时输入设备的物料带入的热量Q1Q1= Q11+ Q12+ Q13+Q14=11526.25KJ(2)Q4的计算，设出料时温度35℃中间产物带出的热量:Q41=465.59*35*1.725/8=3513.75KJ 异丙醇:Q42=64.97*35*2.219/8=630.74KJNaCl:Q43=63.34*35*0.87/8=241.09KJ氯乙酸异丙酯:Q4=170.80*35*1.651/8=1251.64KJ异丙醇纳:Q45=627.75*35*1.675/8=4600.23KJ苯:Q46=888.32*35*1.758/8=6832.29KJ则每小时输出设备的物料带出的热量Q4Q4=Q41+Q42+Q43+Q44+Q45+Q46=17069.81KJ2、Q3的计算+（CH3）2CHOH+NaCl(1)苄酮q cθ=109.07n+∑kΔ,燃烧时，n=72所以，∑kΔ=-14.6-14.6+27.2=-2则q c1θ=109.07*72-2=7851.04KJ/mol(2)氯乙酸异丙酯n=24则，∑kΔ=-32.2+69.036=36.84q c2θ=109.07*24+36.84=2654.52 KJ/mol(3)中间产物∑kΔ=-14.6-14.6+69.036+27.2=67.036q c3θ=109.07*96+67.036=10537.76 KJ/mol(4)异丙醇n=18∑kΔ=27.2q c4θ=109.07*18+27.2=1990.46KJ/mol以下是根据上述反应物所对应的元素标准燃烧热值的求解（1）苄酮∑nqce1θ=15*395.14+14*143.18+0=7931.77KJ/mol则标准生成热q f1θ=∑nqce1-qc1θ=7931.77-7851.04=80.73KJ/mol （2）氯乙酸异丙酯∑nqce2θ=5*395.4+9*143.18+0+165.80=3435.75KJ/mol则标准生成热Q f2θ=∑nqce2-qc2θ=3435.75-2654.52=781.23KJ/mol （3）中间产物∑nqce3θ=20*395.14+22*143.18+0=11052.96KJ/mol则标准生成热Q f3θ=∑nqce3-qc3θ=11052.96-2654.52=515.2KJ/mol （4）异丙醇∑nqce4θ=3*395.14+8*143.18+0=2330.89KJ/mol则标准生成热Q f4θ=∑nqce4-qc4θ=2330.89-1990.46=340.43KJ/mo （5）N aCl标准生成热Q f5θ=98.23*4.187=411.29KJ/mo综上所诉物质热力学数据，对q rθ与q r t得值及化学反应热θr的求解q rθ=∑vqfθ=-80.73-781.23+515.2+340.43+411.29=404.96Kj/mol则q r t= q rθ-（t-25）（∑vqf）KJ/mol=404.96-（35-23）（-1.657-1.651-1.675-1.758+1.725+2.219+0.87）+424.23KJ/mol则θr=q r t*G A/M A=424.23*208.78/8/210=52.72KJ/molQ3=θr=52.72 KJ/mol3、Q5与Q6和的计算按工艺流程要求，可以有Q5+Q6=(5%~10%)（Q5+Q6+Q4）取Q5+Q6=10%（Q5+Q6+Q4）则Q5+Q6=Q4/9=17069.81/9=1896.65KJ4、Q2的计算Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3=1896.65+17069.81-11526.25-52.72=7387.49KJ缩合过程能量衡算一览表（二）、水解脱羧（反应温度70℃）1、Q1与Q4的计算（1）Q1的计算，缩合反应完成后的产物以35℃进料，其他产物以25℃进料40%NaoH：Q10=200.8*25*3.437/8=2156.72KJ水：Q11=1031.44*25*4.178/8=13466.74KJ25%HCl：Q12=260.34*25*2.763/8=2247.87KJ苯（25℃）：Q13=531.81*25*1.758/8=2921.63KJ中间产物带出的热量:Q14=465.59*35*1.725/8=3513.75KJ异丙醇:Q15=64.97*35*2.219/8=630.74KJNaCl:Q16=63.34*35*0.87/8=241.09KJ氯乙酸异丙酯:Q17=170.80*35*1.651/8=1251.64KJ异丙醇钠:Q18=627.75*35*1.675/8=4600.23KJ苯:Q19=888.32*35*1.758/8=6832.29KJ则每小时输入设备的物料带入的热量Q1Q1=Q0+ Q11+ Q12+ …+Q18+Q19=37862.77KJ（2）Q4的计算，设出料时温度70℃苄醛:Q41=230.41*70*1.892/8=3487.83KJCO2:Q42=36.84*70*0.83718/8=269.86KJ异丙醇:Q43=126.69*70*2.21918/8=2460.04KJ苯:Q44=（531.81+888.32）*70*1.758/8=21845.15KJ氯乙酸异丙酯:Q45=170.80*70*1.651/8=2467.42KJNaCl溶液:Q46=（1383.319+180.81）*70*0.87/8=12148.10KJ则每小时输出设备的物料带出的热量Q4Q4=Q41+Q42+Q43+Q44+Q45+Q46=42678.40KJ2、Q3的计算+H2o+CO2+苄醛的生成热∑kΔ=-14.6-14.6+54.4=25.2Q c1θ=109.07n+∑kΔ（n=46）=109.07*46+25.2=5042.42KJ/mol则q f1θ=8613.28-5042.42=3570.86KJ/mol查化工手册得水的生成热q f2θ=285.9KJ/molCO2的生成热q f3θ=340.43KJ/mol由缩合过程计算得：中间产物生成热：Q f4θ=515.2KJ/mol异丙醇生成热Q f5θ=340.43KJ/mol综上所诉物质热力学数据，对q rθ与q r t得值及化学反应热θr的求解q rθ=∑vqfθ=-515.2-285.9+3570.9+3570.86+393.5+430.43 =3503.69Kj/mol则θr=q r t*G A/M A=3503.69*38.66/8/44=384.8KJ/molQ3=θr=384.8 KJ/mol3、Q5与Q6和的计算按工艺流程要求，可以有Q5+Q6=(5%~10%)（Q5+Q6+Q4）取Q5+Q6=10%（Q5+Q6+Q4）则Q5+Q6=Q4/9=42678.40/9=4742.04KJ4、Q2的计算Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3=9172.87KJ水解脱羧过程能量衡算一览表（三）、初蒸过程（起始温度25℃，控制温度90℃）1、Q1与Q4的计算（1）Q1的计算苯：Q11=（2476.78-214.51-186.85）*1.758*25/8=11401.84KJ苄醛：Q12=214.51*1.730*25/8=1159.69KJ残液：Q13=186.85*1.832*25/8=1069.71KJ则每小时输入设备的物料带入的热量Q1Q1= Q11+ Q12+ Q13 =13631.24KJ（2）Q4的计算(苯90℃是为气态，Cp为1.286 KJ/kg·℃)苯（蒸汽）：Q41=（2476.78-214.51-186.85）*1.286*90/8=30026.12KJ 苄醛：Q42=214.51*1.892*90/8=4565.84KJ残液：Q43=186.85*1.859*90/8=3907.73KJ则每小时输出设备的物料带出的热量Q4Q4=Q41+Q42+Q43 =38499.70KJ2、Q3的计算苯的汽化热：Qr=-（2476.78-214.51-186.85）*380.9988/8=-98841.57KJ则Q3=Qr=-98841.57KJ3、Q5与Q6和的计算按工艺流程要求，可以有Q5+Q6=(5%~10%)（Q5+Q6+Q4）取Q5+Q6=10%（Q5+Q6+Q4）则Q5+Q6=Q4/9=38499.70/9=4277.74KJ4、Q2的计算Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3=93337.77KJ初蒸过程能量衡算一览表（四）、减压蒸馏过程（起始温度90℃，控制温度140℃）据经验，大气压每降低一半，沸点降低10℃，另由文献得苄醛在0.133KPa时沸点为137-138℃，上接初蒸，入料温度为90℃，出料温度为140，压力为0.133Kpa。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
蒸汽热量衡算
日产3tMnSO4.H2O 蒸发水所需的热量
Q C m t =∆g g
水的比热容：34.210/=4.2/J kg kJ kg ⨯g
g ℃℃ ① 从40℃升至100℃所需的热量：
=4.2/k /Q C m t kJ kg g kJ =∆⨯⨯⨯⨯⨯g g g 3336℃(110m 7m )(100-40)℃=1.76410 ② 100℃水汽化所需的热量
2260/k /Q kJ kg g kJ =⨯⨯⨯⨯3337(110m 7m )=1.58210
③ 出来时为水：
0.50MPa 时，饱和蒸汽温度：151.86KJ/kg
180℃时，过热水蒸汽焓值：2812.5KJ/kg
进入的蒸汽变水的热量：(1kg) 0.5MPa
开始：180℃时，Q=2812.5KJ
151.86℃时，Q=2748.1KJ(汽态)
640.09(液态)
0.5MPa ，151.86℃的水汽化热：
2748.1-640.09=2108.01KJ
则进入反应斧的每kg 蒸汽放热为：2812.5-640.09=2171.6KJ 生产日需蒸汽量为：71.5810/2171.6/7.26kJ kJ kg t ⨯=
④ 出来时为蒸汽
蒸汽温度为：151.86℃
0.5MPa ，151.86℃饱和蒸汽的焓值：2748.1KJ/kg
那么，蒸汽从180℃降至151.86℃时的焓值变化为：
2812.5KJ/kg -2748.1KJ/kg=64.4KJ/kg
此即为进入斧的每kg 蒸汽放热：64.4KJ
则生产日需蒸汽量为：71.5810/64.4/245.34kJ kJ kg t ⨯=
⑤ 蒸汽降温所需水量：
初始蒸汽：0.5MPa，温度：370℃，过热水蒸汽焓值：3210.75KJ/kg 降温后蒸汽：0.5MPa，温度：180℃，过热水蒸汽焓值：2812.5KJ/kg 假定水温从30℃升至100℃，吸收热量为(/kg)
=∆⨯⨯
g g g℃170℃=
Q C m t kJ kg g kJ
=4.2/k294
每kg蒸汽从370℃降温至180℃所需水量为：
(3210.75-2812.5)/294=1.35kg。