Материальный баланс процесса

Материальный баланс любого технологического процесса составляют на основании закона сохранения массы, согласно которому массовое количество всех исходных веществ данного производственного цикла должно быть равно массовому количеству всех конечных продуктов, полупродуктов и отходов производства.

∑G_исх. = ∑G_кон. (3.1.)

Таким образом, в материальном балансе в статье “Приход” приводятся количественные соотношения между веществами, входящими в состав перерабатываемого сырья, в статье “Расход”- соотношение конечных продуктов.

В сырье, кроме основного исходного компонента, содержатся различные примеси, причем некоторые из них подвергаются химическим превращениям. Поэтому при составлении материального баланса нужно учитывать количества как основных, так и сопутствующих веществ.

Материальные балансы могут быть выражены в виде уравнений, таблиц или диаграмм, отражающих количество введенных и полученных в производственном процессе веществ.

Уравнение материального баланса в общем виде может быть записано как:

G_A + G_B + … = G_C + G_D+…G_E + G_F +…G + G + …+ ∆G (3.2.)

где: G_A+G_B – количество введенных веществ, G_C+G_D–количество целевых продуктов, G_E + G_F-количество побочных продуктов, G +G - количество непрореагировавших исходных веществ, ∆G –потери.

В идеальных случаях количество исходных веществ (сырья) равно количеству полученных продуктов. Обычно имеется невязка баланса, которая включает потери при осуществлении процесса, неточности эксперимента и расчетов.

Материальные балансы составляют на заданный базис: на единицу сырья (кг, т, нм³), на единицу целевого продукта (кг, т. нм³), на количество перерабатываемого сырья или получаемого продукта в единицу времени (час, сутки, месяц, год).

В названии таблицы материального баланса должно быть указано, для какого процесса и аппарата проведен расчет и какой положен в основу базис расчета.

Материальный баланс дает оценку правильности и целесообразности осуществления процесса при выбранных условиях. По данным материального баланса возможен расчет многих технологических показателей: конверсии, выхода, селективности, производительности, интенсивности, коэффициентов расхода сырья и др.

Типовая таблица материального баланса.

A + B =C + D –основная реакция;

A + B =E + F –побочная реакция.

В исходном сырье имеются инерты I

Материальный баланс (название процесса и аппарата)

Таблица 3.1.

Базис расчета

В таблице материального баланса указываются литры при нормальных условиях (н.у.:температура 273⁰К, давление 760 мм рт.ст.), проценты массовые.

Если количество введенных веществ не будет равно количеству полученных, то их разность называется невязка баланса. Эта разность должна стоять в графе “Расход”.