三大平衡计算.docx
(完整版)高中化学三大平衡
水溶液中的化学平衡高中化学中，水溶液中的化学平衡包括了：电离平衡，水解平衡，沉淀溶解平衡等。
看是三大平衡，其实只有一大平衡，既化学反应平衡。
所有关于平衡的原理、规律、计算都是相通的，在学习过程中，不可将他们割裂开来。
化学平衡勒夏特列原理（又称平衡移动原理）是一个定性预测化学平衡点的原理，内容为：在一个已经达到平衡的反应中，如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，但不能完全消除这种改变。
比如一个可逆反应中，当增加反应物的浓度时，平衡要向正反应方向移动，平衡的移动使得增加的反应物浓度又会逐步减少；但这种减弱不可能消除增加反应物浓度对这种反应物本身的影响，与旧的平衡体系中这种反应物的浓度相比而言，还是增加了，转化率还是降低了。
1、不管是电离、水解还是沉淀溶解，一般情况下，正反应的程度都不高，即产物的浓度是较低的，或者说产物离子不能大量共存。
双水解除外。
2、弄清楚三类反应的区别和联系。
影响电离平衡的因素1.温度：电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动2.浓度：弱电解质浓度越大,电离程度越小3.同离子效应：在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动，弱电解质的解离度降低的效应称为同离子效应4.化学反应：某一物质将电离的离子反应掉,电离平衡向正方向移动1、电离平衡定义：在一定条件下，弱电解质的离子化速率（即电离速率)等于其分子化速率（即结合速率）（如：水部分电离出氢离子和氢氧根离子，同时，氢离子和氢氧根离子结合成水分子的可逆过程）范围：弱电解质（共价化合物）在水溶液中外界影响因素：1）温度：加热促进电离，既平衡向正反向移动（电离是吸热的）2）浓度：越稀越电离，加水是促进电离的，因为平衡向电离方向移动（向离子数目增多的方向移动）3）外加酸碱：抑制电离，由于氢离子或氢氧根离子增多，使平衡向逆方向移动2、水解平衡定义：在水溶液中，盐溶液中电离出的弱酸根离子或弱碱根离子能和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合成弱电解质的过程。
高中化学水溶液中的三大平衡及其常数计算
水溶液中的三大平衡及其常数的有关计算1.理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数(K a、K b、K h)进行相关计算。
2.了解盐类水解的原理，影响盐类水解程度的主要因素，盐类水解的应用。
3.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
理解溶度积(K sp)的含义，能进行相关的计算。
4.以上各部分知识的综合运用。
命题热点提炼三年考情汇总核心素养链接3.溶液中的“四大平衡常数”的计算及应用2016·Ⅰ卷T12，T272018·Ⅲ卷T122017·Ⅰ卷T13(A)、T27，Ⅱ卷T12(B)，Ⅲ卷T13(A)2016·Ⅰ卷T27，Ⅱ卷T281.平衡思想——能用动态平衡的观点考察，分析水溶液中的电离、水解、溶解三大平衡。
2.证据推理——根据溶液中离子浓度的大小变化，推断反应的原理和变化的强弱。
3.实验探究——通过实验事实，探究水溶液中酸碱性的实质。
4.模型认知——运用平衡模型解释化学现象，揭示现象本质和规律。
水溶液中的三大平衡及其常数的有关计算1．电离平衡与水解平衡的比较电离平衡(如CH3COOH溶液) 水解平衡(如CH3COONa溶液)实质弱电解质的电离盐促进水的电离升高温度促进电离，离子浓度增大，K a增大促进水解，水解常数K h增大加水稀释促进电离，离子浓度(除OH－外)减小，K a不变促进水解，离子浓度(除H＋外)减小，水解常数K h不变加入相应离子加入CH3COONa固体或盐酸，抑制电离，K a不变加入CH3COOH或NaOH，抑制水解，水解常数K h不变加入反应离子加入NaOH，促进电离，K a不变加入盐酸，促进水解，水解常数K h不变(1)升高温度，沉淀、溶解平衡大部分右移，少部分左移。
(2)加少量水，溶解平衡右移，但离子浓度一般不变。
(3)加沉淀本身，溶解平衡不移动。
(4)加同离子可溶物，抑制溶解，溶解度减小，但K sp不变。
(5)加反应离子，促进溶解，溶解度增大，但K sp不变。
三大平衡
三大平衡一、电离平衡理论和水解平衡理论1.电离理论：⑴弱电解质的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的，同时注意考虑水的电离的存在；⑵多元弱酸的电离是分步的，主要以第一步电离为主；2.水解理论：从盐类的水解的特征分析：水解程度是微弱的（一般不超过2‰）。
例如：NaHCO3溶液中，c(HCO3―)＞＞c(H2CO3)或c(OH― )理清溶液中的平衡关系并分清主次：⑴弱酸的阴离子和弱碱的阳离子因水解而损耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+)＞c(HCO3-)。
⑵弱酸的阴离子和弱碱的阳离子的水解是微量的（双水解除外），因此水解生成的弱电解质及产生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的电离平衡和盐类水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或碱性溶液中的c(OH-)）总是大于水解产生的弱电解质的浓度；⑶一般来说“谁弱谁水解，谁强显谁性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+)＞c(OH-)，水解呈碱性的溶液中c(OH-)＞c(H+)；⑷多元弱酸的酸根离子的水解是分步进行的，主要以第一步水解为主。
利用三种守恒关系——电荷守恒（溶液电中性）、物料守恒（元素守恒）、质子守恒（水的电离守恒）。
除此之外还有如质量守恒、元素守恒、电子守恒、能量守恒等这里只讨论电解质溶液中的守恒问题。
二、电解质溶液中的守恒关系1、电荷守恒：电解质溶液中的阴离子的负电荷总数等于阳离子的正电荷总数，电荷守恒的重要应用是依据电荷守恒列出等式，比较或计算离子的物质的量或物质的量浓度。
如（1）在只含有A＋、M－、H＋、OH―四种离子的溶液中c(A+)+c(H＋)==c(M-)+c(OH―),若c(H＋)＞c(OH―)，则必然有c(A+)＜c(M-)。
例如，在NaHCO3溶液中，有如下关系：C(Na＋)+c(H＋)==c(HCO3―)+c(OH―)+2c(CO32―)书写电荷守恒式必须①准确的判断溶液中离子的种类；②弄清离子浓度和电荷浓度的关系。
三 相平衡关系的计算
A12 lim lg 1
x1 0
A21 lim lg 2
x2 0
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③ Wilson方程
Wilson式(N元系中组分 的活度系数) ：
N N xk kj ln i 1 ln x j ij N j 1 k 1 x j kj j 1
yi i Pi Ki ˆVP xi i
L 0
0 i
Pi Ki P
0
Ki f (T , P)
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②理想气体的混合物、非理想溶液
ˆ V 1, 0 1, 1 i i i
低压下，醇、酮、醛与水 形成溶液
2.2.2 汽液平衡的分类与计算
V 0L L 0 0 ˆ P i yi f i i xi pi i i xi
①理想气体的混合物、理想溶液（完全理想系）
L 1
i
V V 0 0 ˆ ˆ f f f f ˆV P; ˆ V i i 1; 0 i i 1 f i i i i yi P Pi yi P Pi 0
2、相平衡常数Ki (1) 相平衡常数定义
在工程计算中，用相平衡常数表示相平衡关系
yi 相平衡常数定义： K i xi
对于精馏和吸收过程：
。
K i —— 汽液平衡常数
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(1) 相平衡常数定义
对于萃取过程：
Ki x / x
（1）逸度系数的计算
三力平衡的四种解法
三力平衡的四种解法处理三个力的平衡时，有四种解法。
（一）分解法：（二）合成法：（三）三角形法：（四）正交分解法：三个共点力作用于物体使之平衡时，这三个力首尾相连，围成一个封闭的三角形.如有直角直接解直角三角形;如已知角用正余弦定理;如已知边,用力组成的三角形与边组成的三角形进行相似比。
例如图所示，一粗细不均匀的棒长L=6m，用轻绳悬挂于两壁之间，保持水平，已知α=450，β=300，求棒的重心位置。
解：三力平衡必共点，受力分析如图所示。
由正弦定理得：由直角三角形得：（三）有的多个力的平衡转化成三力的平衡求解：先把同一直线上的力先求和，后只剩下三个力的平衡，再求解。
例一重量为G的小环套在竖直放置的、半径为R的光滑大圆环上，一个倔强系数为k、自然长度为L（L<2R）的轻弹簧，其一端与小环相连，另一端固定在大环的最高点。
在不计摩擦时，静止的弹簧与竖直方向的夹角θ是多大？解：由三角形相似有由正弦定理有小结：（1）由分析得出弹簧是伸长的。
（2）同时用相似与正弦定理。
如图所示,一粗细不均匀的棒,棒长AB=6m,用轻绳悬挂于两壁之间,保持水平,已知α=45°, β=30°.求棒的重心位2010-11-16 12:24提问者：丶埘绱丿|悬赏分：20 |浏览次数：441次绳与壁的夹角为 a b2010-11-16 17:07最佳答案设A、B端绳子的拉力分别为F1、F2。
重心距A为L,由水平方向受力平衡得：F1sin45°=F2sin30°以A端为支点，由杠杆平衡条件得：F2cos30°*AB=G*L再以B为支点，由杠杆平衡条件得：F1cos45°*AB=G*（AB-L)联立可求出L=3(3-√3)=3.8米在很多教学参考书和学习指导书中都能看到这样一个题目：一个质量为m的小环套在位于竖直平面内半径为R的光滑大圆环上．有一个劲度系数为k、自然长度为L（L＜2R）的轻弹簧，其一端与小环相连，另一端固定在大环的最高点，如图1所示．当小环静止时，弹簧处于伸长还是压缩状态？弹簧与竖直方向的夹角θ是多少？一般书中都有答案：弹簧伸长．θ=arccos（kＬ）／（2（kＲ－ｍｇ））．图1 图2以上答案的求解过程如下：如图2所示，用“穷举法”可以证明，弹簧对小环的弹力只可能是向里的，即弹簧必定伸长．根据几何知识，“同弧所对的圆心角是圆周角的两倍”，即图中弹簧拉力T在重力mg和大环弹力N所夹角的角平分线上．所以计算可得N=mg，①T=2mgcosθ．②另外，根据胡克定律有T=k（2Rcosθ-L），③根据以上各式可得cosθ=（kL／2（kR-mg））．二、发现的问题到此似乎题目已经解决了，但是再仔细一想却发现了新的问题．因为cosθ的取值范围是－1≤cosθ≤1．而上面cosθ的表达式中，由于各个参数k、L、R、m等可以独立变化取不同的值（只要满足L＜2R），因此表达式右边的值完全可能超出cosθ的值域，例如当m较大时（或L较大，或R、k较小，它们的效果是一样的），完全可能大于1，此时上式cosθ无解．（当m更大时甚至还可能是负的，θ也许有解，但这意味着θ是个钝角，显然也不符合实际．）但是，我们知道，无论m多大，小环必定会有一个平衡位置，θ必定会有一个确定的解，因此上面的解答必定是一个不完整的解．那么完整的解是怎样的呢？令cosθ=1，即θ=0得kL=2（kR－mg），即mg=（1／2）k（2R－L），这是一个重要的临界值．由cosθ的表达式可知，m越大，cosθ也越大，θ角就越小．当mg＜（1／2）k（2R－L）时，θ＞0，小环不在大环的最低点；随着m的逐步变大，θ逐步变小，当mg=（1／2）k（2R －L）时，θ=0，小环恰好降低到大环的最低点；以后随着m的再进一步变大，小环的位置不会再变化了（哪怕m增大到使cosθ的表达式变为负的）．由此可见，θ（或者cosθ）的表达式应该是“分段函数”，cosθ＝（kL）／（2（kR-mg）），mg≤（1／2）k（2R-L）1，mg≥（1／2）k（2R-L）这个问题还可以进一步研究下去．当mg≥（1／2）k（2R－L）以后，随着m的继续增大，θ≡0是不会再有变化了，但并不意味着就什么都不变．其实，当mg＜（1／2）k（2R －L）时，随着m的增大，弹簧拉力T和大环弹力N的大小始终满足T=2mgcosθ和N=mg，而且方向也相应改变．但一旦当mg≥（1／2）k（2R－L）后，m再增大时，T和N两个力的方向就都保持在竖直方向（与mg在同一直线）而不再改变，改变的仅仅是力的大小了．也就是说，T和N也是“分段函数”．T= k（2Rcosθ-L）， mg≤（1／2）k（2R-L）（1／2）k（2R-L）k（2R-L）， mg≥（1／2）k（2R-L）N= mg， mg≤（1／2）k（2R-L）k（2R-L）-mg， mg≥我们看其中N的第二段表达式“N=k（2R-L）-mg”，N＞0，表示N的方向向下，此时（1／2）k（2R－L）≤mg＜k（2R－L）；当N＜0，表示N的方向向上，此时mg＞k（2R－L）；而当mg=k（2R－L）时，N=0．也就是说，当m逐渐增大到mg=（1／2）k（2R－L）时，小环恰好降到最低点（θ=0），此时大环对小环的弹力N方向仍然是向下，大小仍等于mg（跟θ≠0时的情况相同）．不过随着m的进一步增大，N先是大小渐渐减小到0，然后再方向改变为向上并逐渐增大（弹簧弹力在这期间内则始终等于k（2R－L））．并不是小环一落到最低点大环对它的支持力马上变为向上的．有兴趣的读者可以自己画出T、N（的大小）还有θ随m的变化图线，都是一些“分段函数曲线”，其中都有一段水平段．度系数为弹簧与竖直方向的夹角，解得：联立求解得：。
三大平衡
2013-5-28 9
企业能量平衡用等价热值计算企业综合能耗 、企业能源利用率等。例如目前我国火力发 电生产一度电平均需要11840千焦/千瓦· 小时 （2828千卡/千瓦小时）这就是电的等价热 值。
对燃料来说就是它的收到基低位热值。对于 不是以热单位表示的能量如电、机械能等则 用电热当量系数和功热当量系数换算为热量 单位，这样得到的数据就是该物质（或能量 ）的当量热值。当量热值计算企业能量利用 率。例如：一度电的当量热值是3600千焦/ 千瓦· 小时（860千卡/千瓦· 小时）。
0.7143 kg标准煤/kg 0.404kg 标 准 煤 / kW· h
0.2571 kg标准煤/t
井水
汽油 柴油
8374 kJ/t
43124kJ/kg 42705 kJ/kg
586 kJ/t
43124kJ/kg 42705 kJ/kg
0.2857 kg标准煤/t
1.4714 kg标准煤/kg 1.4571kg标准煤/kg
2013-5-28 20
标准的要求。否则无法进行企业能量平衡。 2．测试计算与统计计算方法：见附录二 企业能量平衡采用测试计算与统计计算相结合 的方法。测试计算是以主要耗能设备的测试数 据，进行综合计算，反映设备在测试状况下的 水平，通过适当修正，得到企业的年平均指标 。这种方法虽然工作量较大，但能摸清企业耗 能现状，通过反平衡计算得出能源损失数量， 制订切实可行的节能措施。
2013-5-28 5
企业能量平衡是实现能源科学管理的一 项基础工作，企业能量平衡的目的是摸清、 掌握企业耗能状况；分析企业及产品耗能 状况；了解企业主要耗能设备，装置热效 率和整个企业的能源利用率、能量利用率； 查清企业的余热资源和回收利用情况；找 出能量损失浪费的原因及节能潜力；明确 节能途径，制定节能措施、降低企业能耗、 达到节约用能、合理用能；为企业改进能 源管理、实行节能技术改造为提高能源利 用率提供科学依据 ；达到企业节能、降 耗、减污、增效的目的，实现企业清洁生 产。
三大平衡计算
第1讲配料计算1.1配料方案的选择因为硅酸盐水泥熟料是由两种或两种以上的氧化物化合而成，因此，在水泥生产中控制各氧化物之间的比值（即率值），比单独控制各氧化物的含量，更能反映出对熟料矿物组成和性能的影响。
故常用表示各氧化物之间相对含量的率值来作为生产控制的指标。
为了获得较高的熟料强度，良好的生料易烧性以及易于控制生产，选择适当的熟料三率值是非常必要的。
1.1.1 熟料率值的确定众所周知，C3S是熟料的主要矿物，在水泥水化过程中水化速度最快，对熟料的3d、28d强度起着关键性的作用，而实际生产中熟料的C3S含量由熟料的KH来决定的。
当熟料中的KH值在0.86~0.92之间时，R3、R28值均较高；当KH≥0.91时，虽然R3较高，但R28已呈下降趋势，此时，熟料烧成已经较困难，f-CaO不易控制，对强度有较大影响。
因此，KH取0.86~0.90为熟料最佳控制范围，可以保证熟料的3天和28天强度[2]。
若熟料SM过高，则由于高温液相量显著减少，熟料煅烧困难，C3S不易形成；SM过低，则熟料因硅酸盐矿物少而熟料强度低，且由于液相量过多，易出现结大块、结炉瘤、结圈等，影响窑的操作。
SM一般控制在2.3~2.7范围内。
若IM过高，熟料中C3A含量多，液相粘度大，物料难烧，水泥凝结快。
IM 过低，虽然液相粘度小，液相中质点易于扩散对C3S形成有利，但烧结范围窄，窑内易结大块，不利窑的操作。
IM一般控制在1.5~1.7范围内。
表2-1 国内主要水泥生产公司熟料率值及液相量[3]两高一中方案即高SM、高IM、中KH、低液相量配料方案，其值控制为:KH=0.88±0.02、SM=2.5±0.1、IM=1.6±0.1、L=20%~25%。
从我国冀东等公司的预分解窑生产实践看，两高一中方案是适当的。
本次设计为一台预分解窑，根据生产实践和设计要求选择两高一中方案即高SM、高IM、中KH、低液相量配料方案，其值控制为:KH=0.88±0.02、SM=2.5±0.1、IM=1.6±0.1、L=20%~25%。
煤矿三量平衡计算2015文件
煤矿三量平衡计算2015文件
一、煤矿三量平衡计算
1、准备工作：
（1）收集历史数据，楼层面积、采空区面积、井筒面积和厚度等；（2）建立煤质断面图，包含岩性、热值、灰分等各种数据；
（3）确定抽放计划（抽放量、抽放方向等）；
（4）对煤质性质、应力场及重力进行分析，以决定开采结构及措施；（5）确定采空区边界及煤矿总轮廓，确定采掘范围；
2、计算步骤：
（1）计算地质三量原始量，包括上下限面面积、含煤面积及煤矿采空体积；
（2）计算块度，即煤层厚度、岩性、热值等指标；
（3）计算可采量，包括煤体积、空体体积等；
（4）计算重力下裂隙变形，定义采掘厚度范围；
（5）计算可开采量，分析抽放情况；
（6）计算各矿型可采量，即采出地质量。
3、煤矿三量平衡计算结果：
（1）地质量决定：通过三量平衡计算可确定每个楼层的可采量，具体来看，这些可采量包括煤体积、空体体积，这些可采量最终将决定煤矿的总可采量。
（2）煤质性决定：煤质性也会影响煤矿的可采量。
例如，如果某矿的热值低，它的可采量将会受到较大的影响，而如果热值较高，它的采
煤量就会增加。
（3）裂隙性决定：裂隙性可以决定采掘厚度范围，因此重力下裂隙变
形的计算也是煤矿三量平衡计算的一个关键环节。
4、煤矿三量平衡计算的意义
（1）便于煤矿采矿开发规划：煤矿三量平衡计算有助于更好地确定煤
矿可采量，从而更好地实现煤矿采矿开发规划设计；
（2）安全和有效地实现采煤抽放：采矿抽放由三量平衡计算结果决定，它能够精准地反映抽放量，以保证采煤安全和有效；
（3）可以预测煤矿采空体の变化：通过煤矿三量平衡计算，可以精准
地预测采空体的变化，从而充分利用资源，减少采矿投入。
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第 1 讲配料计算1.1 配料方案的选择因为硅酸盐水泥熟料是由两种或两种以上的氧化物化合而成，因此，在水泥生产中控制各氧化物之间的比值（即率值），比单独控制各氧化物的含量，更能反映出对熟料矿物组成和性能的影响。
故常用表示各氧化物之间相对含量的率值来作为生产控制的指标。
为了获得较高的熟料强度，良好的生料易烧性以及易于控制生产，选择适当的熟料三率值是非常必要的。
1.1.1 熟料率值的确定众所周知， C3S 是熟料的主要矿物，在水泥水化过程中水化速度最快，对熟料的 3d、28d 强度起着关键性的作用，而实际生产中熟料的C3S 含量由熟料的KH 来决定的。
当熟料中的KH 值在0.86~0.92 之间时，R3、R28 值均较高；当KH≥ 0.91 时，虽然 R3 较高，但 R28 已呈下降趋势，此时，熟料烧成已经较困难，f-CaO 不易控制，对强度有较大影响。
因此，KH 取0.86~0.90 为熟料最佳控制范围，可以保证熟料的 3 天和 28 天强度[2]。
若熟料 SM 过高，则由于高温液相量显著减少，熟料煅烧困难，C3S 不易形成； SM 过低，则熟料因硅酸盐矿物少而熟料强度低，且由于液相量过多，易出现结大块、结炉瘤、结圈等，影响窑的操作。
SM 一般控制在 2.3~2.7 范围内。
若 IM 过高，熟料中 C3A 含量多，液相粘度大，物料难烧，水泥凝结快。
IM 过低，虽然液相粘度小，液相中质点易于扩散对C3形成有利，但烧结范围窄，S窑内易结大块，不利窑的操作。
IM 一般控制在 1.5~1.7 范围内。
表 2-1 国内主要水泥生产公司熟料率值及液相量[3]厂名ZH SD ZJ LG IN SC XJ BQ YS KH0.870.900.880.890.870.870.900.890.87 SM 2.49 2.46 2.58 2.32 2.36 2.42 2.58 2.52 2.37 IM 1.61 1.69 1.45 1.62 1.44 1.63 1.35 1.64 1.35 L1450 C24.0723.8723.4325.4025.4124.3822.3524.6824.70两高一中方案即高SM、高 IM 、中KH 、低液相量配料方案，其值控制为:KH=0.88 ±0.02、SM=2.5±0.1、IM=1.6 ± 0.1、 L=20%~25%。
从我国冀东等公司的预分解窑生产实践看，两高一中方案是适当的。
本次设计为一台预分解窑，根据生产实践和设计要求选择两高一中方案即高SM、高 IM 、中 KH 、低液相量配料方案，其值控制为:KH=0.88±0.02、SM=2.5±0.1、 IM=1.6 ±0.1、 L=20%~25%。
1.1.2 熟料热耗的确定表 2-2国内和国外部分预分解窑的单位熟料热耗(kJ/kg) [4]国内冀东 NSF宁国 MFC柳州 SLC江西 RSP淮海 NFC新疆 RSP熟料338533233439357336503862热耗日本东谷丹麦 FLS日本小野田比利时 CCB奥地利墨西哥国外厂 N-MFC SLC RSP ProPol-AS PASEC Fuller-N-SF熟料299431913078294828972910热耗在近年新建的水泥厂中，一般都是预分解窑，使原来在窑内以堆积态进行的物料预热及生料中碳酸盐分解过程移到回转窑外进行，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑产量却成倍增长，熟料的单位热耗大大降低。
影响熟料热耗的因素很多，即使是同一种生产方法，不同的企业，甚至同一企业同一设备的不同时期，熟料的热耗都可能不一样。
预分解窑熟料热耗通常在2920~3750kJ/kg，国外先进水平可达2721~2930 kJ/kg。
单位熟料热耗依国内外预分解窑生产现状，热耗取 3330 kJ/kg 熟料。
1.2 配料计算配料计算的基本原则： (1)烧出的熟料应具有较高的强度和良好的物理化学性能； (2)配制的生料易于粉磨和烧成；(3)生产过程中易于控制、管理，便于生产操作，能结合工厂生产条件、经济，合理地使用矿山资源。
生料配料计算方法很多，有烧矢量法、碳酸钙滴定法、尝试误差法、递减试凑法、代数法、图解法等。
本次毕业设计选用递减试凑法。
已知原、燃料的有关分析数据如上表所示，假设用预分解窑以五种原料配合进行生产，要求熟料的三个率值为：KH=0.88 、 SM=2.5、IM=1.6 、 L=20%~25%，单位熟料热耗为3330 kJ/kg 熟料。
1.2.1 计算煤灰掺入量G AqAadS=（3330×20.57 ×100） /（100×25500） =2.69% 100Qnet.ad式中 : GA —熟料中煤灰掺入量 (%)；q—单位熟料热耗 (kJ/kg 熟料 )；Q net.ad—煤的空气干燥基热值(kJ/kg 煤 )；A ad—煤的空气干燥基灰分含量(%)；S—煤灰沉落率 (%)，一般 S=100%。
1.2.2 根据熟料设计率值，计算要求的熟料化学成分根据原料成分总和计算，一般Σ≈ 97%左右，计算要求熟料的化学成分：设：Σ=97.5 %，则：Fe2O3=3.45%(2.8KH+1)(IM+1)SM+2.65IM+1.35Al 2O3IM gFe2O3=5.52%Al 2O3SM ( Al 2O3 Fe2O3 ) =22.42%CaO( SiO2Al 2O3Fe2O3 ) =66.11%1.2.3 递减试凑法计算干生料的配合比熟料有两部分组成即灼烧生料和煤灰，以100kg 熟料为基准，递减试凑法计算过程如下表：表 2-3熟料化学成分计算 ( %)计算步骤SiO 2Al 2O3Fe2O3CaO其他备注要求熟料组成22.42 5.52 3.4566.11 2.50扣除煤灰成分-2.69kg 煤灰1.440.880.150.090.10差20.98 4.64 3.3066.02 2.40干石灰石 =-129kg 石灰 5.99 1.660.7765.53 2.0966.02/50.80%=129.9kg 差14.99 2.98 2.530.490.31干粘土 =-21kg 粘土14.66 2.94 1.240.110.7414.99/69.79%=21.5kg 差0.330.04 1.290.38-0.43干铁粉 =-2.7kg 铁粉0.910.12 1.270.270.14 1.29/47%=2.74kg差-0.58-0.080.020.11-0.57干粘土 = +0.9kg 粘土0.630.130.050.010.030.58/69.79%=0.83kg 差0.050.050.070.12-0.54据上表可求得煅烧100kg 熟料所需各种原料用量为：干石灰石 =129kg粘土 =21-0.9=20.1kg干铁粉 =2.7kg各干原料配合比为：干石灰石 =129/(129+20.1+2.7) 100%=84×.98%干粘土 =20.1/(129+20.1+2.7) 100%=13×.24%铁粉 =2.7/(129+20.1+2.7) 100%=1×.78%1.2.4 核算熟料化学成分与率值表2-4 生料化学成分 ( %)名称配合比 %Loss SiO2Al 2O3Fe2O3CaO石灰石84.9834.89 3.94 1.100.5143.17粘土13.240.689.24 1.850.780.07铁粉 1.780.040.600.080.840.18生料10035.5113.78 3.03 2.1343.42灼烧生料--21.37 4.70 3.3067.33煤灰掺入量G A =2.69%，则灼烧生料配合比为100%-2.69%=97.31%。
按此计算熟料的化学成分，如下表所示。
表2-5 熟料化学成分 ( %)名称配合比 %SiO 2 2 323CaOAl O Fe O灼烧生料97.3120.80 4.57 3.2165.52煤灰 2.69 1.440.880.150.09熟料10022.24 5.45 3.3665.61则熟料率值计算如下：KH CaO 1.65 Al2O30.35Fe2O3=0.892.8SiO2SiO 2SM==2.52Al 2 O 3 Fe 2O 3IM=Al 2O 3=1.62 Fe 2O 3所得结果与要求值十分接近，可按此配料进行生产。
考虑到生产波动，熟料率值可定为： KH=0.88 、SM=2.5、IM=1.6。
按上述计算结果，干燥原料配合比为 :石灰石 85%，铁粉 1.8%，粘土 13.2%。
计算熟料矿物组成：C 3S=3.8 ×(3KH —2)SiO 2=3.8 ×(3 ×0.88— 2) ×22.24=54.09(%)C 2S=8.6 ×(1—KH)SiO 2=8.6 ×(1— 0.88) ×22.24=22.95(%)C 3A=2.65 ×(Al 2O 3—0.64Fe 2O 3)=2.65 ×(5.45— 0.64 ×3.36)=8.74(%)C 4AF=3.04 ×Fe 2O 3=3.04 ×3.36=10.21(%)C 3S+C 2S=54.09+22.95=77.04(%)C 3A+ C 4AF=8.74+10.21=18.95(%)液相量： 1338℃ L=6.1Fe 2O 3=6.1 ×3.36=20.50(%)1450℃ L=3 Al 2O 3+2.25 Fe 2O 3+MgO+R 2O=3×5.45+2.25 3×.36=23.91(%)上述计算基本符合熟料中 C 3 和 2 的理论含量约占， 3 A 和 4 的S C S 77% C C AF理论含量约占 19%；预分解窑液相量 20%~25%范围。
1.2.5 计算湿原料的配合比原料水分：石灰石 0.8%、粘土 10%、铁粉 4%。
则湿原料的质量配合比：湿石灰石 =85/(100-0.8)=84.32%湿粘土 =13.2/(100-10)=11.88%湿铁粉 =1.8/(100-4)=1.73%将质量比换算为百分比：湿石灰石 =84.32/97.93=86.10%湿粘土 =11.88/97.93=12.13%湿铁粉 =1.73/97.93=1.77%第 2 讲 物料平衡通过物料平衡可计算得到各种原料、 燃料、材料的需要量以及从原料进厂直至成品出厂，各工序所需处理的物料量， 依据这些数据可以进一步确定工厂的物料运输量、工艺设备选型以及堆场、储库等设施的规模，因此，物料平衡计算是主机平衡与储库平衡计算的基础和依据。