Chương 3 Chương Chương 3 3 CÂN B CÂN B Ằ Ằ NG V NG V Ậ Ậ T CH T CH Ấ Ấ T V T V À À NĂNG NĂNG LƯ LƯ Ợ Ợ NG NG Mục đích của cân bằng vật chất v năng lợng : nh lng nhng tn tht vt liu v nng lng ca quá trình sn xut Th hin s liu nn cho tình hình sn xut ca công ty L cơ sở cho đề xuất các cơ hội SXSH M« h×nh tæng qu¸t cña mét qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Mô hình tổng quát của một quá trình sản xuất Dòng vào: Nguyên liệu chính, nớc, hơi nớc, hoá chất, các chất phụ trợ, Năng lợng: nhiệt, điện, lạnh. Dòng ra: Sản phẩm chính, sản phẩm phụ Chất thải/tổn thất: nớc thải, chất thải rắn, khí, năng lợng, XÐt cho toµn bé c¸c b−íc c«ng nghÖ: c cc câ ââ ân b n bn b n bằ ằằ ằng v ng vng v ng vậ ậậ ật chất t chấtt chất t chất Theo định luật bảo toàn vật chất, cân bằng khối lợng của một quá trình đợc mô tả theo phơng trình: Trong đó: A i : nguyên liệu đợc sử dụng B j : sản phẩm và các vật liệu thừa tạo ra trong quá trình Nếu kể cả năng lợng, thì ta có phơng trình sau: C k : năng lợng đầu vào và năng lợng tiêu tốn trong quá trình D p : năng lợng trong sản phẩm và năng lợng sinh ra trong quá trình i J A B = i k j p A C B D + = + Nguyên liệu đầu vào, sản phẩm đầu ra có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau nh: vật liệu ở dạng rắn, lỏng và khí. Năng lợng ở dạng: hoá năng, nhiệt năng, điện năng hoặc các dạng khác => cần phải đo đạc khối lợng hoặc thể tích của nguyên liệu đầu vào và sản phẩm của quá trình s ss s¬ ¬¬ ¬ ®å ®å®å ®å cho b cho bcho b cho bµ µµ µi to i toi to i to¸ ¸¸ ¸n c n cn c n c© ©© ©n b n bn b n b» »» »ng v ng vng v ng vË ËË Ët t t t chÊt c chÊt cchÊt c chÊt cñ ññ ña m a ma m a mé éé ét qu t qut qu t qu¸ ¸¸ ¸ tr trtr tr× ×× ×nh nhnh nh Các bớc phân tích dòng vật chất 1. Phân tích hệ thống xác định danh mục các nguyên vật liệu và sản phẩm 2. Đo đạc khối lợng dòng vật chất vào và ra tại một vi thời điểm trong một đơn vị thời gian hoặc một đơn vị khối lợng sản phẩm 3. Xác định nồng độ các nguyên tố đợc lựa chọn tại một vi thời điểm (khối lợng/khối lợng hoặc khối lợng/thể tích). 4. Tính toán dòng khối lợng nguyên tố từ các dòng sản phẩm và các phép đo đạc nồng độ của các chất 5. Báo cáo đầy đủ các kết quả Kết quả xác định cân bằng khối lợng - X NL : nguyên liệu đầu vào - X SPi : nguyên liệu phân bố cho sản phẩm i - K xi : hệ số chuyển hoá: kxi = 1. [...]... hớng dẫn vận h nh Yêu cầu các số liệu đa v o cân bằng vật chất phải tin cậy, chính xác v đặc trng Các số liệu để thiết lập cân bằng vật chất có thể đợc ghi v o bảng theo mẫu biểu sau: Lu ý khi cân bằng vật chất Xác định đờng biên / phạm vi cân bằng Xác định các quá trình nằm trong miền cân bằng Xác định dòng vật chất / thông số cân bằng Khung thời gian cân bằng: 1giờ, 1 mẻ, 1 ca, 1 ng y, Xác định đơn... lợng vật chất không đa v o liên tục nh nớc rửa Các mức cân bằng vật chất Cân bằng tổng thể: dòng v o & ra cho to n bộ nh máy Cân bằng cho từng công đoạn theo trình tự của quá trình Cân bằng cho 1 thiết bị chính để xác định những tổn thất có thể tránh đợc Cân bằng cấu tử (chất đặc trng cho dòng) Phơng pháp xác định tổn thất trong trờng hợp định lợng dòng thải khó bằ nă lợ ợng cân bằng năng lợng Lập cân. .. định cân bằng vật chất 1 Đo tất cả các vật liệu ở dòng v o v dòng ra trong suốt khoảng thời gian vận h nh của quá trình (phơng pháp tổng quát nhất v cũng tốn kém nhất) 2 Chỉ đo những vật liệu dễ tiếp cận (cho phép xác định cân bằng vật chất của các quá trình m không thể khảo sát to n bộ bằng phơng pháp đo đạc thực nghiệm) 3 Sử dụng các thông tin sẵn có về các quá trình đã đợc khảo sát để mô tả dòng vật. .. quan Định luật thứ nhất nhiệt động học: Năng lợng không thể tự sinh ra cũng không thể tự mất đi Năng lợng có thể chuyển đổi dạng trong bất kỳ quá trình n o VD: quang năng => điện năng => cơ năng => nhiệt năng Năng lợng v o = Năng lợng ra + Năng lợng biến th nh nội năng Biến đổi nội năng = m.C T C: tỉ nhiệt của chất (lợng nhiệt cần thiết để nâng 1 đơn vị khối lợng chất đó lên 1oC [kcal/kgoC], [kJ/kgoC]... sát để mô tả dòng vật chất đi qua một quá trình cha đợc khảo sát Các nguồn thông tin cần thiết để lập cân bằng vật chất Số liệu đo đạc, phân tích của các dòng v o, sản phẩm v các dòng thải Các số liệu theo dõi mua bán nguyên liệu, hoá chất, sản phẩm, Số liệu theo dõi sản xuất h ng ng y Kiểm kê nguyên liệu Kiểm kê các nguồn thải Các đặc tính của sản phẩm Bảng tính cân bằng vật chất khi thiết kế Các... nă lợ ợng cân bằng năng lợng Lập cân bằng năng lợng phức tạp hơn so với cân bằng vật liệu Kết quả gồm: Tính toán năng lợng đầu v o (nhiên liệu v điện năng) Tính toán các tổn thất (tổn thất nồi hơi, tổn thất từ hệ thống phân phối hơi, ) Cơ sở xem xét: Tại dây chuyền sản xuất Tại các thiết bị cung cấp năng lợng (lò hơi, máy nén khí, thiết bị lạnh, ) Hiệu quả sử dụng năng lợng VD: Các tổn thất nhiệt trong... lên 1oC [kcal/kgoC], [kJ/kgoC] m: Khối lợng T: độ biến thiên nhiệt độ Định luật nhiệt động học thứ hai: Không thể có một thiết bị máy móc n o đạt đợc hiệu suất 100%, bao giờ cũng có một phần tổn thất năng lợng . Chương 3 Chương Chương 3 3 CÂN B CÂN B Ằ Ằ NG V NG V Ậ Ậ T CH T CH Ấ Ấ T V T V À À NĂNG NĂNG LƯ LƯ Ợ Ợ NG NG Mục đích của cân bằng vật chất v năng lợng : nh lng nhng. cậy, chính xác và đặc trng. Các số liệu để thiết lập cân bằng vật chất có thể đợc ghi vào bảng theo mẫu biểu sau: Lu ý khi cân bằng vật chất Xác định đờng biên / phạm vi cân bằng. Xác định. không đa vào liên tục nh nớc rửa. Các mức cân bằng vật chất Cân bằng tổng thể: dòng vào & ra cho toàn bộ nhà máy. Cân bằng cho từng công đoạn theo trình tự của quá trình. Cân bằng cho