Материальные и тепловые балансы производства

Материальные и тепловые балансы производства [c.62]

Алгоритм составления и расчета систем уравнений материально-тепловых балансов ХТС. Основой решения задач проектирования -химических производств является расчет материально-тепловых -балансов ХТС в условиях стационарных режимов. Расчет материально-тепловых балансов ХТС состоит из двух последовательных стадий 1) постановка задачи и составление системы уравнений балансов 2) решение системы уравнений балансов на ЗВМ. [c.88]

Трубопроводы как объект проектирования рассматриваются на обеих стадиях. Основной состав трубопроводных линий определяется уже при разработке технологической схемы и выполнении расчетов материально-тепловых балансов. На этом этапе для линий трубопроводов определяются назначение, передаваемая среда (состав), ее расход, температура, давление. Этих же сведений, дополненных данными о коррозионных, токсических и пожароопасных свойствах, а также некоторыми физическими свойствами транспортируемых сред, достаточно для выбора материала и диаметра трубопровода [14]. При этом диаметр отдельных трубопроводов определяют обычно по допустимой скорости. Далее, на этапе проекта обычно проводится приближенный гидравлический расчет схемы производства в целом. При этом наибольшие трудности обычно представляет расчет оборудования. На оборудование приходится и подавляющая доля потерь давления. Полный гидравлический расчет схемы позволяет определить потери давления в системе и выбрать диаметры трубопроводов, определить число и места установки насосов [3, 15, 16]. [c.6]

Пример расчета материального и теплового балансов производства 1000 кг сульфата аммония (100%-ного) из коксового газа сатураторным способом приведен ниже. Расчет ограничивается получением влажного сульфата аммония после центрифугирования, т. е. он не включает типовой расчет сушки продукта. [c.235]

Ниже приведен расчет материального и теплового баланса производства 1 т полифосфата аммония из экстракционной ортофосфорной кислоты и аммиака состава il2—58—О. Материальный баланс [c.132]

Материальный и тепловой баланс производства плава показан на рис. 1У-43. [c.139]

Материально-тепловые балансы (без расчета теплопередачи). В производстве аммиака применяются теплообменные аппараты, в которых происходит испарение или конденсация воды. Они могут быть разделены на два типа [c.443]

Одной из первых и основных задач технологического расчета является полный расчет химико-технологической схемы (ХТС) производства — его материально-теплового баланса и основных параметров технологического режима, по которым можно провести технико-экономическую оценку выбранной схемы и ее оптимизацию. Это важно как при оптимизации и поддержании режима действующих производств, так и (особенно) для предпроектной и проектной проработки новых ХТС, поскольку надежные расчеты являются фундаментом проекта нового производства. [c.454]

Производство аммиака — образец сложной ХТС, включающей десятки различных аппаратов, разнородные физико-химические процессы и многочисленные рециклы (обратные связи). Однако для такой ХТС нет необходимости (и возможности) включать в расчет все без исключения аппараты и процессы, поэтому расчету ХТС должен предшествовать этап неформального анализа и создания на основе ХТС расчетно-технологической схемы (РТС), где могут отсутствовать некоторые аппараты и потоки, но появляются дополнительные расчетные связи, в том числе и обратные. Например, в РТС производства аммиака не включено отделение сероочистки, поскольку в нем не изменяются основные показатели материально-теплового баланса и технологического режима, с другой стороны, появляются чисто расчетные обратные связи — подбор расхода воздуха по заданному соотношению Нг Мг, расхода сырья — по заданной производительности и т. д. При этом созданная для производства аммиака РТС соответствует не одной ХТС, а набору различных схем, включающих как действующие производства, так и рассматриваемые в качестве перспективных для проектирования. [c.454]

Простые показатели вычисляются с помощью несложных формул, вытекающих из упрощенных материальных и тепловых балансов производства. [c.329]

Аналогично материальным составляются энергетические балансы, учитывающие тепло реакций, тепло, подводимое или отводимое для проведения процессов, потери тепла в атмосферу и т. д. В качестве примеров приводим упрощенные тепловые балансы производства фосфора и коксования каменных углей. [c.23]

Задача 4.20. Составить тепловой баланс контактного узла производства серной кислоты на основании материального. Температура обжигового газа, поступающего в контактный аппарат, равна 313 К температура газов, выходящих из узла, 473 К молярная теплоемкость ЗОа при тех же условиях принимается равной молярной теплоемкости 50з, т. е. 43,5 кД>к/(кмоль-К) Со, = = 30,1 кДж/(кмоль-К) N, —29,0 кДж/(кмоль-К). При 313 К молярная теплоемкость азота равна 41,2 и кислорода— 29,4 кДж/(кмоль-К). [c.70]

В качестве примера приведем материальный и тепловой балансы отделения регенерации аммиака при производстве кальцинированной соды по методу Сольвея. [c.427]

В связи с этим в функции подсистемы вменяется выполнение следующих проектных работ (рис. 10.3) выбор аналогов для проектирования (на примере двух-трех производств) с оценкой проектных решений расчет технологических схем и отдельных фрагментов с различной степенью детализации расчет товарного баланса, приближенного материального баланса, материального и теплового балансов, балансов с выбором оборудования, режимных и конструкционных параметров оценка (технико-экономическая) проектных решений самостоятельные расчеты (проверочный и проектный) процессов и аппаратов синтез схем однородной структуры (теплообмена с изменением и без изменения фазового состояния, ректификации углеводородных смесей, сложных нефтяных смесей, азеотропных смесей) выпуск проектной документации (таблиц, экспликаций, заданий другим частям проекта, технологической схемы установки) технико-экономическая оценка и сравнение с аналогом. Выполнение указанных проектных и проверочных работ осуществляется с помощью ряда ППП. [c.564]

В процессе решения проектных (как и любых других) задач на различных стадиях используются различные критерии экономической эффективности. Так или иначе, любая работа по созданию химического производства должна оцениваться экономическими показателями, однако на отдельных этапах часто удобнее воспользоваться другими критериями. Например, при решении итерационных задач по моделированию отдельных процессов лучше воспользоваться критериями, определяющими условия сходимости. Это условие выполнения материального и теплового баланса, равенство единице суммы концентраций в мольном измерении и т. д. Обычно критерии относительно просто можно выразить через управляющие параметры в виде функционалов, суммы квадратов отклонений, аддитивных функций и содержат параметры, наиболее ярко характеризующие экстремальные свойства критерия. Конечные значения таких критериев определяют рабочие характеристики соответствующих программ, такие, как точность, быстродействие и т. д. Тем не менее затраты на выполнение расчетов будут оцениваться по экономическим показателям. [c.66]

Расчёт производится на основе математического описания, включающего дифференциальные уравнения превращения вещества в слое катализатора, уравнения материальных и тепловых балансов, уравнение кинетики химической реакции, уравнение баланса энтропии и уравнения изменения энтропии из-за явлений переноса и превращения тепла и вещества, имеющих место при контактном окислении диоксида серы в контактном аппарате. Отдельно анализируется влияние состава реакционной смеси на производство энтропии вследствие превращения вещества в результате химической реакции на производство энтропии из-за процессов переноса тепла и вещества, а также на производство энтропии из-за [c.142]

Анализ отдельных статей материального и теплового балансов позволяет выявить их удельный вес в общем потоке вещества и тепла, а также взаимосвязь потоков. При анализе действующего производства материальный и тепловой балансы дают возможность выявить величины потерь, их источники и наметить пути их уменьшения. [c.17]

Анализ отдельных статей материального и энергетического (теплового) балансов позволяет выяснить их удельную роль в общих потоках вещества и энергии и выявить взаимосвязи потоков. При анализе действующего производства материальный и тепловой балансы позволяют определить размеры потерь и их источники, а также наметить п /ти их уменьшения. [c.14]

При проектировании нового предприятия материальный баланс коксования необходим для привязки условий производства к сырьевой базе,, выявления товарных ресурсов нового завода и получения исходных данных для расчетов теплового баланса и отдельных элементов коксовых печей, цехов улавливания и переработки химических продуктов коксования. [c.84]

С начала XX в. началось интенсивное развитие промышленной химии. Разработки процессов проводятся с использованием материальных и тепловых балансов, термодинамических расчетов. Создаются новые промышленные процессы производство серной кислоты из колчедана (1903 г., Тентелевский завод), производство азотной кислоты через окисление аммиака (1915—1917 гг, инж. И.И. Андреев, г Донецк), производство синтетического каучука по способу С.В. Лебедева (1932 г). Химики В.И. Ипатьев и Н.Д. Зелинский заложили научные основы каталитических превращений высококипящих углеводородов — процессов вторичной переработки нефти. Разработка этих процессов фактически определила их технологию на все столетие. [c.12]

Состояние химико-технологической системы, определенной из материального и теплового балансов, позволяет определить и другие показатели химического производства, которые были перечислены в разделе 2.3. Конечно, для этого необходимо знать технологическую схему всего производства и его оборудование. Эти показатели характеризуют эффективность организации процесса в ХТС по разным признакам. Для промышленных систем наиболее важным будет определение экономической эффективности производства, включая приведенные затраты, себестоимость продукции, прибыль от ее реализации, последовательность расчета которых рассматривается в экономи- [c.290]

В крупнотоннажных производствах используются, как правило, кристаллизаторы непрерывного действия. Масса получающихся кристаллов Скр и количество тепла Q, отводимого или подводимого к раствору (в зависимости от способа кристаллизации), обычно определяются материальным и тепловым балансами процесса. Материальный баланс можно представить следующим образом . [c.148]

Пример Vn.23. Составить материальный и тепловой балансы процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры. [c.353]

VIII. Материально-тепловой баланс производства математические модели ХТП и аппаратов результаты оптимизации ХТП уравнения для расчета фазовых равновесий в системах пар — жидкость и жидкость — жидкость. [c.20]

При дипломном и курсово.м проектировании студенты имеют дело с такими, определяющими экологическую опасность химических производств, категориями, как материальный и тепловой балансы производства. Однако, пока еще, балансовые расчеты в студенческих проектах, в основном, выступают лишь как фиксация показателей уже избранного способа производства и не привлекаются для предварительного экологического обоснования способа производства. [c.72]

В силу важности производства аммиака его расчету и оптимизации посвящено большое число работ например [53]. Здесь описан расчет отделения синтеза аммиака с помощью автоматизированной системы технологических расчетов (АСТР) [54]. Система АСТР построена по иерархическому принципу и имеет три уровня. На верхнем уровне используются проблемно-ориентированные языки со средствами структурного анализа для автоматического определения порядка расчета язык СХТС модульного подхода к расчету схемы и язык СОЛВЕК, ориентированный на уравнения [48] на среднем уровне — ПЛ/1-АСТР — язык ПЛ/1, расширенный специальными синтаксическими и вычислительными средствами ускорения сходимости, оптимизации режимно-конструктивных параметров, печати таблиц материально-тепловых балансов для проектных документов и т. д. на нижнем уровне — комплексы программ конкретных технологических расчетов, к которым проектировщик обращается с помощью стандартных бланков. Один из таких комплексов — СИНТАМ [54] служит для многовариантных расчетов отделения синтеза аммиака. [c.76]

Решение отмеченных задач позволит связать воедино все подсистемы внутри САПР-Трубопровод расчеты гидравлики, расчеты на прочность, получение спецификаций и чертежей. Кроме того, появится возможность связать САПР-Трубопроводх подсистемами автоматизации других этапов прЬектирования химических производств — расчетами материально-тепловых балансов, выбором и компоновкой оборудования, проектированием АСУ ТП, строительной частью и т. д. [c.101]

На основе материального и теплового балансов, а также стоимости сырья, топлива, элекгроэиергпи, рабочей силы п других статей прихода и расхода, связанных с производством данного продукта, составляется экономический баланс, который определяет стоимость продук-Ц1П1, а значит, н рентабельность х]]мического производства. [c.65]

Поэтому мы здесь не будем останавливаться на всем многообразии расчетов производственных процессов в химической промышленности. Рассмотрим лишь типовые и наиболее распространенные в промышленной практике материальные и тепловые расчеты производственных процессов, как то а) термическую обработку некоторых видов органического и минерального сырья (газификация и коксование угля, газификация торфа, обжиг железного колчедана, электротермическое получение карбида кальция, ферросилиция и окиси азота), б) каталитические процессы синтеза и окисления аммиака, конверсии окиси углерода и окисления сернистого газа, в) электрохимические производства, г) один из наиболее слолсных физико-химических методов промышленной переработки сырья —сжижение и ректификацию газовых смесей в( частности воздуха). Приведенные расчеты производственных процессов охватывают собой значительную и наиболее сложную и важную часть процессов химической технологии. Освоение этих расчетов дает возможность технологу методически правильно подойти к расчету материального и теплового баланса почти любого химического производства. [c.265]

ХТС — определение параметров фнзнко-химических свойств технологических потоков и характеристик равновесия /3 — разработка приближенных или простых математических моделей элементов 14 — выбор параметров элементов 15 — разработка априорной математической модели ХТС 16 — выделение элементов, изменение параметров которых оказы вает наибольшее влияние на чувствительность ХТС — определение материально-тепловых нагрузок на элементы (расчет матернально-тепловых балансов) 18 — компоновка производства и размещение оборудования 19 — разработка более точных стационарных и динамических моделей элементов 20 — уточнение значений параметров элементов 2/— информационная модель ХТС 22 — математическая модель для исследования надежности и случайных процессов функционирования ХТС 25 — математическая модель динамических режимов функционирования ХТС 24 — математическая модель стационарных режимов функционирования ХТС 25 —значение характеристик помехозащищенности 25 — значение характеристик надежности 27 — значение характеристик наблюдаемости 28 — значение-характеристик управляемости 29 — исследование гидравлических режимов технологических потоков ХТ(3 30 —значение характеристик устойчивости 37 —значение характеристик ин-терэктности 32—значение характеристик чувствительности 33 —значение критерия эффективности ХТС 34 — оптимизация ХТС 35 — алгоритмы для АСУ ХТС 36 —параметры технологического режима 37 — параметры насосов, компрессоров и другого вспомогательного-оборудования Зв —параметры элементов ХТС 39 — технологическая топология ХТС 40 — выдача заданий на конструкционное проектирование объекта химической промышлен ностп. [c.55]

Математические модели современных ХТС, как было отмечено выше, имеют большзгю размерность. Так, например, система уравнений материальных и тепловых балансов ХТС производства карбамида по схеме с полным жидкостным рециклом состоит из N 1,0-10 входных и 1,5-10 выходных уравнений. [c.72]

Ни одна заводская установка или даже отдельный агрегат ее не могут быть сооружены без подробного тех-нохимического расчета всего процесса производства или той его части, которая непосредственно связана с конструируемым аппаратом. Чтобы сделать такой расчет, необходимо сначала в лабораторных условиях, а затем на полузаводской установке тщательным образом изучить физико-химические процессы, лежащие в основе будущего производства. При этом устанавливаются наиболее благоприятные (оптимальные) условия ведения процесса (температура, давление), определяется время контактирования реагирующих веществ с катализатором, подсчитываются материальный и тепловой балансы производственного цикла, выход продуктов и полупродуктов и другие показатели. По полученным опытным и расчетным данным проектируется производственная установка и вырабатывается необходимый технологический режим. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология