ехніко-хімічного аналізу, неточність обліку всіх протікають реакцій свідчить про наявність похибки в розрахунку матеріального балансу.
Маси речовин окремо знаходять для твердої (Мт), рідкої (МЗ) і газоподібної (Ме) фаз. Тоді можна записати:
Мт + МЗ + Ме = М'м + М'ж + М'г,
де М'т, М'ж, М'г - маси продуктів, що вийшли в результаті технологічного процесу (витрата).
У реальних технологічних процесах не завжди беруть участь всі фази. Крім того, частина продуктів залишається прореагованою. Тоді рівняння матеріального балансу буде мати вигляд:
В
де ц г - фактична теплота, що надійшла в зону взаємодії з вихідними речовинами;
Qa - теплота екзотермічних реакцій та фізичних переходів з одного агрегатного стану в інший (плавлення, випаровування, кристалізація, розчинення).
-Якщо тепловий ефект взаємодії негативний, то Q3 поміщають у витратну частина балансу;
Qe - теплота, введена в зону процесу і не брати участі в хімічних перетвореннях (обігрів, охолодження за рахунок використання газу, палива, гарячої води, хладоагента і т. д.);
Q'ti ~ фізична теплота, що виходить з процесу з продуктами реакції;
Q'n - Втрати тепла в навколишнє середовище. br/>В
В
В
В
Витрата повітря, необхідний для окислення аміаку, буде дорівнює:
В
Приклад 6. Скласти матеріальний баланс печі окисного випалу ванадійсодержащего сировини виробництва ванадату амонію (NaV03) у розрахунку на 1 т готового продукту. Вихідна сировина: ванадієвий шлак, що містить .15% (мас.) оксиду ванадію/V/(V2Os); хлорид натрію (NaCl), споживаний в кількості 10% від маси шлаку; повітря.
Рішення. Ванадій, широко застосовуваний для виготовлення твердих сплавів, чавуну, сталей спеціального призначення, а також як каталізатор при виробництві сірчаної кислоти, нафталіну, анілінових барвників, отримують з ванадійсодержащего сировини (шлаків, концентратів, руди). Такі шлаки утворюються при виплавці сталі з чавуну, попередньо отриманого з залізних і ванадієвих руд. Ванадійсодержащіе шлаки включають до 18% оксиду ванадію/V /. p> Сировина змішують з NaCl, подрібнюють і піддають окислювальному випалу в обертових печах при температурі 800 - 900 В° С.
На першій стадії йде окислювання хлориду натрію за рівнянням:
В
В
На основі проведеного розрахунку складають таблицю матеріального балансу (табл. 2).
Таблиця 2
Матеріальний баланс ванадійсодержащего сировини
Прихід
Витрата
Оригінал речовина
кг
Отримане речовина
кг
ванадієво шлак
4966,70
Шлам (4966,7 - 745)
4221,70
Хлорид натрію
496,67
Ванадат натрію
1000,00
Повітря
Хлорид натрію
16,67
в тому числі:
Хлор
290,00
Кисень
65,50
Азот
214,00
Азот
214,00
Разом
5742,87
Разом
5742,37
Невязка балансу 0,50 кг (9ДЗх10 ~ 3%)
Приклад 7. Розрахувати матеріальний баланс процесу електрокрекінг природного газу має склад 98% (об'емн) метану (СН4), 2% (об'емн) азоту (N2). У газі, що виходить з апарату, міститься 14% ацетилену. Побічні реакції не враховувати. Розрахунок вести на 1000 м3 вихідного природного газу.
Рішення. Ацетилен отримують з метану в газовій фазі при температурі 1200 - 1600 В° С в електродугових печах. Процес описується рівнянням:
В
В
Отримані дані використовують для складання таблиці матеріального балансу (табл. 3).
Таблиця 3
Матеріальний баланс процесу електрокрекінг метану
Прихід
Витрата
Оригінал речовина
і В»
