2.2 Материальный баланс

Материальный баланс составляется отдельно на каждую стадию производства (далее на производство в целом).

Материальный баланс предыдущих стадий используются далее для составления материальных балансов последующих стадий.

Материальный баланс составляется на производство единицы целевого продукта (1т твердого вещества или жидкости, 1 м³ газа и т.д.)

На практике обычно сначала составляют материальный баланс производства целевого продукта из 1 т основного сырья.

Далее пересчитывают баланс на производство 1 т целевого продукта.

Методика составления материального баланса

Прямая задача:

произвгодительность по сырью (с примесями)– Х1=1000кг;

– масса примесей основного сырья – Х_П1 = 5 %

– масса примесей вспомогательного сырья – Х_П2 = 79 %

Записывают реакцию и уравнивают ее (суммы масс левой и правой частей должна быть равны).

					Проверка нуля:
МВ:	32 г	2∙16 г		64 г	(32+2∙16) – 64 = 0 !
	S +	О 2	=	SО 2
	Х1(S)	Х2(O2)		Y (SО2)

Приход (расчет массы сырья в кг)

1.Масса основного сырья – серы ( S) равна:

Х1(S) = Х1 ∙ (100 – Х_П1 )/ 100 = 1000 кг ∙ (100 –5%) /100 % = 950 кг

2.Масса примесей основного сырья (техн. серы):

Х1(Пр) = Х1 – Х1(S) = 1000 кг – 950 кг = 50 кг

3.Масса кислорода Х2(O₂) равна:

Х2(O₂)= Х1(S) ∙ 2 ∙ М_В(O₂ )/ М_В(S ) = 950 кг ∙ 2∙ 16 г / 32 г = 950 кг

4.Масса вспомогательного сырья – воздуха (Х2 ) равна:

Х2 = Х2(O₂) ∙ 100 %/ (100 % – Х_П2 ) =

= 950 кг ∙ 100 % / (100 % – 79 %) = 4523,81 кг

5.Масса примесей воздуха (N₂ , CO₂ и др. газы):

Х2(Пр) = Х2 – Х2(O₂) = 4523,81 кг – 950 кг = 3573,81 кг

6. Сумма масс реагирующих веществ (Х):

Х (Р)= Х1(S) + Х2(O₂) = 950 кг + 950 кг =1900 кг

7. Сумма масс примесей сырья (Х_П ):

Х_П = Х_П1 + Х_П2 = 50 кг + 3573,81 кг = 3623,81 кг

8. Сумма масс сырья (Х ):

Х = Х1 + Х2 = 1000 кг + 4523,81 кг =5523,81 кг

Приход (расчет массы сырья в процентах)

9. Процент основного сырья – техн. серы:

Х1% = Х1 ∙ 100 % / Х = 1000 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 18,10 %

10. Процент серы ( S):

Х1(S)% = Х1(S) ∙ 100 % / Х = 950 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 17,20 %

11. Процент примесей в технической сере:

Х1(Пр) % = Х1(Пр) ∙ 100 % / Х = 50 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 0,91 %

12. Процент вспомогательного сырья – воздуха:

Х2% = Х2 ∙ 100 % / Х = 4523,81 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 81,90 %

13. Процент кислорода (O₂):

Х2(O₂)% = Х2(O₂) ∙ 100 % / Х = 950 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 17,20 %

14. Процент примесей в воздухе:

Х2(Пр) % = Х2(Пр) ∙100 % / Х = 3573,81 кг ∙100% /5523,81 кг = 64,70%

15. Сумма масс сырья (Х% ):

Х% = Х1% + Х2% = 18,10 % +81,90 %= 1000 %

Расход (расчет массы продуктов в кг)

16.Масса чистого оксида серы ( SO₂) равна:

Y(SO₂) = Х1(S) ∙ М_В(SO₂ ) / М_В(S ) = 950 кг ∙ 64 г / 32 г = 1900 кг

17.Масса примесей продукта:

Y(Пр) = Х1(Пр) + Х1(Пр) = 50 кг + 3573,81 кг = 3623,81 кг

18.Масса продукта (печной газ):

Y = Y(SO₂) + Y(Пр) = 1900 кг +3623,81 кг = 5523,81 кг

Расход (расчет массы продуктов в процентах)

19. Процент продукта (печной газ):

Y % =Y ∙ 100 % / Y = 5423,81 кг∙100% /5523,81 кг =100%

20. Процент чистого оксида серы (SO₂):

Y(SO₂) % = Y(SO₂) ∙ 100 % / Y = 1900 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 34,40%

21. Процент примесей в продукте (печной газ):

Y(Пр) % = Y(Пр) ∙ 100 % / Y = 3623,81 кг ∙ 100% /5523,81 кг = 65,60%