重庆化工单元操作的操作过程尽管比较复杂.但过程中遵循的是物料衡算、能量衡算、平衡关系和过程速率四个规律。下面扼要介绍这几个规律。
(1)物料衡算
物料衡算的依据是质量守恒定律。化工过程中,向过程输入物料质量必等于从该过程输出物料质量和积累于该过程中物料质量之和。
输入物质质量=输出物质质量+累积物质质量
对于连续操作过程.各物料质量不随时间变化.即处于稳定操作状态时。过程中无物料累积,此时物料衡算关系为:
输入物质质量=输出物质质量
物料衡算可以由过程的己知量求出未知量。进行物料衡算的步骤如下:
①根据过程要求画出示意图.用箭头在图上标出物料的流向.将己知和所求标注在箭头旁边;
②划定衡算范围.其边界要与待求的物流相交.这样所列的衡算式才包括所求的未知量;
③确定衡算基准.一般以时间、单位进料量或排除量及设备的单位体积等为基准;
④列出衡算式并求解。
(2)能量衡算
能量衡算的依据是能量守恒定律。在重庆化工过程中.向过程输入的能量必等于从该过程中输出的能量。多数情况下化工过程涉及的能量为热量.能量衡算常为热量衡算。即
输入该过程总热量=输出该过程总热量
应用热量衡算.可以了解生产过程中热量利用和损失情况.为生产和设计提供依据。进行热量衡算时.除要画出流程示意图、划定衡算范围、确定衡算基准外.还要确定出基准温度。一般选用0℃为基准温度。
(3)平衡关系
自然界中的过程,总是一个由不平衡到平衡的过程。平衡关系可以用来判断过程能否进行以及进行的程度。平衡关系是设备设计的理论依据。平衡状态的建立都是在一定的条件下完成的.如在一定的温度和压力下二氧化碳溶解于水中直至达到饱和状态为IL。当条件改变时.平衡溶解度发生变化,原有的平衡状态被破坏.平衡发生移动.直到在新条件下建立新的平衡。在生产过程中可以设置合理的操作条件,使平衡向有利于生产的方向移动。
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