5469091286

Rozdział 1

Bilans materiałowy

Podstawą wszystkich obliczeń w technologii chemicznej jest bilans materiałowy. Od jego wykonania rozpoczyna się projektowanie i rachunek ekonomiczny planowanego lub istniejącego procesu, a także obliczanie dobowych (zmianowych) ilości zużytych lub wyprodukowanych materiałów. Chemik technolog dzieli cały proces wytwarzania na operacje, których funkcjonowanie bada się oddzielnie. Operacjami jednostkowymi sąnp.: przepływ płynów, reakcje chemiczne, absorpcja, destylacja itd. Operacje jednostkowe przebiegają w urządzeniach, zwanych jednostkami procesowymi. Typowymi jednostkami procesowymi są: reaktory, wymienniki ciepła, urządzenia rozdzielające, kolumny destylacyjne itp.

We wszystkich jednostkach procesowych bez względu na ich złożoność obowiązują m.in.:

•    zasada zachowania masy (z wyjątkiem reakcji jądrowych),

•    zasada zachowania atomów (w reakcjach chemicznych),

•    zasada zachowania energii.

Stosuje się je do sporządzania bilansów materiałowych i energetycznych wszystkich procesów chemicznych.

Większość procesów chemicznych zalicza się do okresowych lub ciągłych. Procesy okresowe są bardziej ekonomiczne, gdy produkty wytwarza się w malej ilości (np. w przemyśle farmaceutycznym lub kosmetycznym), natomiast w produkcji wielkoto-nażowej mamy prawie wyłącznie do czynienia z procesami ciągłymi.

Prawo zachowania masy przy bilansowaniu materiałowym jednostki procesowej można sformułować następująco:

[masowe natężenie przepływu strumieni dopływających]

- [masowe natężenie przepływu strumieni odpływających]

= [szybkość akumulacji wewnątrz aparatu]