化学反应过程的物料衡算方法--联系组分法.

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课程：化工工艺初级设计 知识点：物料衡算方法--联系组分法
江苏高校品牌专业——石油化工技术
H2O O2 N2
利用联系组分的特点以及和其它物料之间的比例关系，可以算出其它物料
的质量（或物质的量），这种物料衡算方法称为联系组分法。
适用场合
利用联系组分进行物料衡算可使计算简化，尤其在未知量较多的 过程中，可通过由联系组分建立的关系式解出部分未知变量，找 到解决问题的突破口。
举例
例：甲烷与氢的混合气体在炉子内用空气完全燃烧，烟道气组分及其组成为
燃烧炉
空气 O2 19.20 91.42 N2 72.22
烟道气 CO2 8.13 H2O 17.16 O2 2.49 N2 72.22
于是输入混合气体中甲烷与氢气的摩尔比为： 8.13/0.9=9.03
空气与混合燃料（CH4+H2）的摩尔比为： 91.42/（8.13+0.9）=10.12
小结
1 联系组分法简介 2 适用场合 3 举例说明元联系组分法的使用
课程：化工工艺初级设计 知识点：物料衡算方法—联系组分法
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方法简介
联系组分又称惰性组分，是指在整个生产中随反应物进出系统，但完全不 参与反应的组分，因此其数量总是不变。
CH3OH
空气（过量 40%）
O2 21% N2 79%
图 4-20
反应器
例 4-11 流程图
CH3OH HCHO
则空气中O2的量为 ： 91.42×0.21=19.20mol 混合气中CH4的量为 ： 8.13mol CH4燃烧消耗O2的量为 ： 2×8.13=16.26mol H2燃烧消耗O2的量为： 19.20-16.26-2.49=0.45mol 混合气体中H2的量为 ： 2×0.45=0.9mol
燃料 CH4 8.13 H2 0.9
解：以100mol烟道气为计算基准。
N2为联系组分 根据烟道气中N2含量，100×0.7222=72.22mol 得到输入的空气量为 72.22/0.79=91.42mol
燃料 CH4 8.13 H2 0.9
燃烧炉
空气 O2 19.20 91.42 N2 72.22
烟道气 CO2 8.13 H2O 17.16 O2 2.49 N2 72.22
组分 mol% 反应方程式
源自文库N2
CO2
O2
72.22
8.13
2.49
CH4+2O2=CO2+2H2O H2+1/2O2=H2O
计算：（1）燃料中甲烷与氢气的摩尔比； （2）空气与混合气体(CH4+H2)的摩尔比。
H2O 17.16
合计 100
燃料 CH4 H2
燃烧炉
空气 O2 91.42 N2
烟道气 CO2 8.13% H2O 17.16% O2 2.49% N2 72.22%