、物料衡算: 物料衡算是对生产过程中所捷用的物料情况进行定量分 析的一种容学方法,也是环境统计调在中不呵缺少的重要计 算方法之 根据质量守恒定律,在生产过程中,投入某系统的物料 质量必须等于该系统产出物质的质量,即等于所得产品悄质 量和物料流失之和。物料衡算小总图如图3-1所示。 物料衡算通式如下 ∑G投入=∑G产品+∑G菰穴 (3-5) 式中 ∑G投入一投入物料总量; ∑G产品—所得产品总量; ∑G流失份料和产品流失总量。 「∑C说失 LG入一某结产系统—>∑G产出 ∑G产品 !3-1 物料衙算示总 式(3-5)悶洹用于盛个生产过程的息物料常,也 用于生产过程中的任河一个步骤或菜一生产设备的门部衍 算。不论进入某系统的物料是否发生化学反应,或化学反应 是否反应完全,式(3-5)总是成立的。 下面将以实例来说明物料算的方法和具体步。 (-)进出系统过程中无化学变化的物料衡 物料进注某系统过中,不发生化学反应,其分子 构没有变化,面只有形状、温度等物理性质的变化。对于这 20
种情况的物料衡算,其衡算步骤是较简单的。 例3一7某印染厂每天印染各种花布和色布42万米, 印染每100米花布和色布平均耗水量为29吨,在印染过程中 蒸发等损失约占总用水量的30%左右,求该厂印染废水的日 排放量。 解;1。计算每目用水总量Q1 Q1=42000×26=12180(吨) 2计算印染过程中水量日损耗量Q2 Q2=0·3Q1=03×12180=3654(吨)。 3·计算印染废水的日排放量Q3 印染过程中,坯布经烧毛、漂洗、烘干、印花印色、蒸 洗等工序,水分蒸发和花色布含极少量的水分等,引起水量 的损失。根据水量乎衡,应用式(3-5)就可求得废水的 日排放量Q3,即 Q。=Q1-Q2=12180-365=8526(吨) 例3—8某厂用电解法加工铬钼钒金属叶片,铬钼钒 钢含铬1。6%,每年耗用该钢叶片坯料5000公斤,得叶片成品 35000公厅。加L中,一部分被电削切掉的金属中的铬,将 以六价铬的形式进入废电解液,废电解未经处理排放于环 境,求全年从废电解液中排放多少六价铬。 解:1·计算钢坯料中铬的量G1 G:=5000×1·6%=800(公斤) 2·计算叶片成品中铬的量G2 G2=35080×].6%=560(公斥) 3。计算全年从废电解液中:效的六价铬量Gcrt 30
G:=G1-G2=800-560=240(公斤)。 例3-9某厂硝化车间的废酸,得知其中含有23% HNO,57%H2SO4和20%H2O,均以质量袤示。现以掺 入93%浓度的H2SO4和90%浓度的HNO,以制备含有27% INO3和60%2SO4的混合酸。假定制备过程中无物料损 尖,试求制备2500公斤的混合酸,需要多少废酸、浓硝酸 和硫酸 解;分别没x、孙、z代表儒用的废酸、浓硫酸与硝酸 的质量。因物料无损失,即式(3-5)中的∑G施失=0 故有∑G投入=∑G产品。 物料总衡算:x+g+z=2500 1) 硫酸的衡算:057x+093y=2500×06=1500(2) 硝酸的衡算:0。23x+9z=2500×0。27 675 (3) 解由上面式(1)、(2)、(3)联立方租式得 x=1045公斤,3=975公斤 480公斤 由以上计算可知,制备2500公斤混合酸需废酸1045公 斤,93%浓度的H2SO4975公斤,90%浓度的HNO3480公 斤。 (二)进出系统过程中发生化学反应的物料衡算 物料进出系统过程中发生化学反应,转变为新的物质。 对了这类系统,可裉据化学反应方程式进行其物料衡算,求 得污染物的排放量。其物料衡算方法可分为总量法和定额法 两种,现分别加以介绍。 1。总量法 总量法就是以报告期内的原料总耗量、主副产品及回收 31
产品的总产量为基确,按照公式(3-5)计算物料或污染 物流失总量。 例3-10某化工厂用苯磺化法生产苯酚,苯酚年产量 M=1200吨(不包括回收量),其纯fs=100%,每吨举酚 实耗苯1228公斤/吨,苯的纯度hs=95%;苯的磺化收得 率Ps=95%。生产中的副产品亚硫酸钠含苯酚钠,其含量 为12公斤(苯酚钠)/吨苯酚,其流失的苯酪经回收后排向 外环堵,其回收率为70%,求苯酚的排放量。 解:1。苯盼的生产工艺过程和化学反应方程式 磺化 O+H2s0.→①80H+H2o(1) 中和 20-5,+Na2s0.>2①-30.i +SO2+H20(2) 碱熔 sO+2NaOH—> --ONa +Na2 SO s +2H20(3) 酸化 oNa +sO 2 O江 +Na2 SO 3 +2H2O(4) 根据物料衡算需要,可将式(1)~(4)归纳成下列 反』方程式 32
th. so,+2NaoH-> -OH +Na, SOx +2H20(5) 2,当量换算值的计算 -OH KH=苯酚 94 OH 苯酚 KL=苯酚钠 94 11620810 8。衡算 〔1)计算全年苯消耗量t G米=1200×12286=1474320(公斤)。 (2)按照化学反应式(5)计算苯酚实际的产出量。 G苯酚〓h·P,·K·G業 1474820X0。95×095×1·205 =1603341。4(公斤) (3)计算以杂质形式存在于亚硫酸钠内的苯酚钠量, 并将其折算为苯酚量 G酚钠=1200×12=14400(公斤) C′荣粉KL·G苯酚钠=0810×14400 =11G34(公斤)。 (4)按黑式(8—5)计算苯酚生产中其流失量 G沛〓G辈一M一G求酚 1c033:14-1200000-11664=391677。4(公斤) 5)计算实际排放予环境中的苯酚量 33