- •Введение
- •Общие замечания
- •Основные понятия и определения
- •Перечень сокращений
- •Н (δh) – энтальпия, кДж/моль;
- •Раздел 1 Состав технических материалов
- •1 Газовые смеси
- •2 Растворы
- •Приготовление растворов
- •Разбавление и смешение растворов и других веществ (правило креста)
- •3 Твердые вещества
- •4 Расчеты по химическим формулам
- •5 Расчеты по химическим уравнениям
- •5.1Определение расходных коэффициентов (прямая задача)
- •5.1Определение расходных коэффициентов (обратная задача)
- •Раздел 2 Расчеты в ппп еxcel
- •1. Общие операции с таблицами
- •2. Материальный баланс
- •2.1 Материальный баланс отдельной стадии производства
- •2.1 Материальный баланс отдельной стадии производства
- •2.2 Материальный баланс производства
- •3. Тепловой баланс
- •3.1 Тепловой баланс отдельной стадии производства
- •1 Т целевого продукта
- •3.2 Тепловой баланс производства 1 т целевого продукта
- •4. Примеры составления материального баланса в ехсel (в электронном носителе информации)
- •( Номер зачетной книжки 6090598, тогда задание №17)
- •Варианты заданий по составлению балансов
- •Требования к оформлению задания
- •Литература
- •Материальный и тепловой баланс по технологии неорганических веществ и материалов
- •420015, Казань, к.Маркса, 68
2.2 Материальный баланс производства
Пример 2.10. (прямая задача)
Составить материальный баланс получения
1т Н2SО4 из технической серы
S + 1,5О2 + Н2О = Н2SО4
Производительность: Н2SО4 (целевой продукт) – 1000 кг
Примеси: в техн. сере – 5 % (тв. примеси); в воздухе – 79 % (N2, СО2 и др.) в технической воде – 1 % (жидкие примеси)
1 |
В |
С |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
2 |
Составить материальный баланс отделения сжигания серы |
||||||||
3 |
Дано: Производительность по Н2SО4 (целевой продукт), кг |
1000 |
|||||||
4 |
Примеси: |
1-й компонент (сера техн.), % |
5 |
||||||
5 |
|
2-й компонент (воздух), % |
|
|
79 |
||||
6 |
|
3-й компонент (вода), % |
|
|
1 |
||||
7 |
Мв (сумма) |
32 |
48 |
18 |
|
98 |
|
|
0 |
8 |
Мв, г |
32 |
32 |
18 |
|
98 |
|
|
16 |
9 |
Реакция |
S + |
1,5O2 + |
Н2O |
= |
Н2SO4 |
|
|
|
Таблица 2.10 - Материальный баланс производства серной кислоты |
|||||||||
|
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
|
ПРИХОД |
|
РАСХОД |
||||||
|
Масса, кг |
|
Масса, кг |
||||||
13 |
|
сырье
|
веще- ство |
При- меси |
% |
|
про- дукты |
компо- ненты |
% |
14 |
1. Сера Технич. |
|
|
|
|
1.Серная кислота |
|
|
|
15 |
в т.ч. S |
|
|
|
|
в т.ч. Н2SO4 |
|
|
|
16 |
примесь 1 (тв .) |
|
|
|
|
примеси (1+3) |
|
|
|
17 |
2. Воздух |
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
атмосф. |
|
|
|
|
2.Газы |
|
|
|
19 |
в т.ч. О2 |
|
|
|
|
удаляемые |
|
|
|
20 |
примесь 2 (N2 и др.) |
|
|
|
|
(примесь2) |
|
|
|
|
3. Вода техн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в т.ч. О2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
примесь 3 (ж) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Cумма (кг) |
|
|
|
100 |
Cумма (кг) |
|
|
100 |
22 |
Сумма (% ) |
|
|
|
100 |
Сумма (%) |
|
|
100 |
|
|
Содержимое ячеек |
|
|
№ ячейки |
Приход |
Формула |
|
1.C14 |
Исходная масса серы технической |
1000 (дано) |
|
2. D15 |
Масса необходимой чистой серы |
С14*(100-J4)/100 |
|
3.E16 |
Масса примесей техн. серы |
С14-D15 |
|
4.D19 |
Масса О2, реагирующего с серой |
D15*E7/D7 |
|
5.C18 |
Масса атмосферного воздуха |
D19*100/(100-J5) |
|
6.E20 |
Масса примесей воздуха (N2, СО2) |
C18-D19 |
|
7.C21 |
Суммарная масса всего сырья |
CУММ(C14:C20) |
|
8.D21 |
Масса реагирующих компонентов |
CУММ(D15:D20) |
|
9.E21 |
Суммарная масса примесей |
CУММ(E16:E20) |
|
10.F22 |
Масса всего технического сырья, % |
100 (принято) |
|
11. F14 |
Процент технической серы ( от массы всего сырья) |
С14*100/$C$21 |
|
12. F15 |
Процент S в техн. сере |
D15*$F$22/$C$21 |
|
13. F16 |
Процент примесей в техн. сере |
E16*100/$C$21 |
|
14. F18 |
Процент воздуха (от массы сырья) |
C18*100/$C$21 |
|
15. F19 |
Процент О2 в воздухе |
D19*100/$C$21 |
|
16. F20 |
Процент примесей в воздухе |
E20*100/$C$21 |
|
17. F21 |
Сумма процентов компонентов |
CУММ(F14+F18) |
|
|
Расход |
|
|
18.I14 |
Масса печного газа |
C21 |
|
18.I15 |
Масса образовавшегося SO2 |
D15*G7/D7 |
|
19.I16 |
Масса примесей (серы и воздуха) |
E21 |
|
20.H21 |
Сумма продуктов |
CУММ(H14:H20) |
|
21.I21 |
Сумма компонентов продуктов |
CУММ(I15:I20) |
|
22. J14 |
Процент печного газа |
I14*J22/C21 |
|
23. J15 |
Процент SО2 в печном газе |
I15*100/$I$21 |
|
24. J16 |
Процент примесей печного газа |
I16*100/$I$21 |
|
23. J21 |
Сумма процентов компонентов (100%) |
CУММ(J15+J16) |
Пример 2.11. (обратная задача)
Составить материальный баланс получения серной кислоты (Н2SО4) из 1т технической серы
S + 1,5О2 + Н2О = Н2SО4
Производительность: сера техн. (исходное сырье) – 1000 кг
Примеси: в техн. сере – 5 % (тв. примеси); в воздухе – 79 % (N2, СО2 и др.) в технической воде – 1 % (жидкие примеси)
1 |
В |
С |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
2 |
Составить материальный баланс производства серной кислоты |
||||||||
3 |
Дано: Производительность по техн. сере (исходное сырье), кг |
1000 |
|||||||
4 |
Примеси: |
1-й компонент (сера техн.), % |
5 |
||||||
5 |
|
2-й компонент (воздух), % |
|
|
79 |
||||
6 |
|
3-й компонент (вода), % |
|
|
1 |
||||
7 |
Мв (сумма) |
32 |
48 |
18 |
|
98 |
|
|
0 |
8 |
Мв, г |
32 |
32 |
18 |
|
98 |
|
|
16 |
9 |
Реакция |
S + |
1,5O2 + |
Н2O |
= |
Н2SO4 |
|
|
|
|
Таблица 2.11 - Материальный баланс отделения сжигания серы |
|
|||||||
|
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
|
ПРИХОД |
|
РАСХОД |
||||||
|
Масса, кг |
|
Масса, кг |
||||||
13 |
|
сырье
|
веще- ство |
При- меси |
% |
|
про- дукты |
компо- ненты |
% |
14 |
1. Сера Технич. |
1000 |
|
|
|
1.Серная кислота |
|
|
|
15 |
в т.ч. S |
|
|
|
|
в т.ч. Н2SO4 |
|
|
|
16 |
примесь 1 (тв .) |
|
|
|
|
примеси (1+3) |
|
|
|
17 |
2. Воздух |
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
атмосф. |
|
|
|
|
2.Газы |
|
|
|
19 |
в т.ч. О2 |
|
|
|
|
удаляемые |
|
|
|
20 |
примесь 2 (N2 и др.) |
|
|
|
|
(примесь2) |
|
|
|
|
3. Вода техн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в т.ч. О2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
примесь 3 (ж) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
Cумма (кг) |
|
|
|
100 |
Cумма (кг) |
|
|
100 |
22 |
Сумма (% ) |
|
|
|
100 |
Сумма (%) |
|
|
100 |
|
|
Содержимое ячеек |
|
|
№ ячейки |
Приход |
Формула |
|
1.C14 |
Исходная масса серы технической |
1000 (дано) |
|
2. D15 |
Масса необходимой чистой серы |
С14*(100-J4)/100 |
|
3.E16 |
Масса примесей техн. серы |
С14-D15 |
|
4.D19 |
Масса О2, реагирующего с серой |
D15*E7/D7 |
|
5.C18 |
Масса атмосферного воздуха |
D19*100/(100-J5) |
|
6.E20 |
Масса примесей воздуха (N2, СО2) |
C18-D19 |
|
7.C21 |
Суммарная масса всего сырья |
CУММ(C14:C20) |
|
8.D21 |
Масса реагирующих компонентов |
CУММ(D15:D20) |
|
9.E21 |
Суммарная масса примесей |
CУММ(E16:E20) |
|
10.F22 |
Масса всего технического сырья, % |
100 (принято) |
|
11. F14 |
Процент технической серы ( от массы всего сырья) |
С14*100/$C$21 |
|
12. F15 |
Процент S в техн. сере |
D15*$F$22/$C$21 |
|
13. F16 |
Процент примесей в техн. сере |
E16*100/$C$21 |
|
14. F18 |
Процент воздуха (от массы сырья) |
C18*100/$C$21 |
|
15. F19 |
Процент О2 в воздухе |
D19*100/$C$21 |
|
16. F20 |
Процент примесей в воздухе |
E20*100/$C$21 |
|
17. F21 |
Сумма процентов компонентов |
CУММ(F14+F18) |
|
|
Расход |
|
|
18.I14 |
Масса печного газа |
C21 |
|
18.I15 |
Масса образовавшегося SO2 |
D15*G7/D7 |
|
19.I16 |
Масса примесей (серы и воздуха) |
E21 |
|
20.H21 |
Сумма продуктов |
CУММ(H14:H20) |
|
21.I21 |
Сумма компонентов продуктов |
CУММ(I15:I20) |
|
22. J14 |
Процент печного газа |
I14*J22/C21 |
|
23. J15 |
Процент SО2 в печном газе |
I15*100/$I$21 |
|
24. J16 |
Процент примесей печного газа |
I16*100/$I$21 |
|
23. J21 |
Сумма процентов компонентов (100%) |
CУММ(J15+J16) |
