Материальный баланс

Материальные балансы (МБ) хорошо применяются в промышленности для различного рода технологических расчетов.

МБ служит для расчета тепловых балансов особенно полезно составление МБ для оценки малоотходности производств и в том числе производящих однородные виды продукции.

За редким исключением составление МБ осуществляется практическим путем обычно совмещающим практические замеры, а так же данные полученные расчетным путем исходя из практической априорной исходной информации. МБ так же позволяет более конкретно раскрыть сущность технологических процессов происходящих в закрытых системах.

Например

Технологический процесс Fe основан на переработке руд содержащих железо в виде оксидов Fe₂O₃; Fe₃O_4.

Основной задачей сульфидных руд является перевод сульфидов в оксиды.

Высокая экзотермичность процесса обжига сульфидных руд способствует образованию огарка состоящих из оксидов железа.

Затем образуется большое количество оксида серы двухвалентного.

Поэтому практически можно взвесить только количество огарка. А все остальные данные по количественному и качественному анализу из системы.

Азот переводят в оксид, обеспечивая его взаимодействие с кислородом (подается воздух в избытке).

Необходим расчет на образующийся СО₂ и т.д.

Коэффициент полезного использования вещества ( К)

где m₁ – количество готовой продукции;

m₂ – количество сырья

В любых других категориях числитель меньше знаменателя и соответственно, К<1

На авиационном предприятии К≤0,5, хотя изделие максимально приближено к готовому продукту.

Колличество готовой продукции(М)

М= m₁(1-0,5)

МБ могут быть в виде таблиц или наглядных схем.

Алгоритм создания мб схем на примере деревообрабатывающего производства.

Операции	Отходы
Распиловка бревен	Опалубок, опилки (К=0,7)
Изготовление заготовок деталей (строганием, фугованием, резкой)	Стружка, опилки, куски (К=0,5)
Получение детали, изделия	Обрезы, опилки (К=0,5)
Сборка изделия (клей столярный)	----------------------

На основании выше причисленного анализа строится таблица.

Приход , м3	Расход, м3	Невязка, м3
10 м3 бревен	Готовая продукция 7,3 м3
	Обрезы 2,3 м3
	Стружка 0,02 м3
	Опилки 0,01 м3
	9, 99 м3	0,01 м3

Технология получения металлического титана

Схема реактора

TiCl₄+2Mg↔2MgCl₂

MgCl₂ – губчатый титан, дифракционно сращивается

Четыреххлористый титан в жидком виде подается в реактор в котором находистя расплавленный магний при температуре 650°С в реакторе образуется дополнительно 2 продукта: хлористый магний (MgCl); губчатый титан.

При этом количество магния уменьшается, а количество соли магния растет в зависимости от добавки Cl₄.

Чтобы процесс протекал с максимальной выгодой магниевую соль периодически сливают из реактора, до тех пор пока титан не будет восстановлен до заданной структуры (исходя из заданной мощности реактора).

Для успешного процесса необходим избыток магния приблизительно на 2% чем необходимо для протекания химической реакции, связано это с частичным переходом его в пар (частичная потеря).