Во всякой замкнутой системе масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции.

Применительно к материальному балансу любого технологического процесса это означает, что масса веществ, поступивших на технологическую операцию - приход, равна массе всех ве­ществ, получившихся в результате ее, - расходу.

Материальный баланс может быть представлен уравнением, левую часть которого составляет масса всех видов сырья и мате­риалов, поступающих на переработку, а правую - масса полу­чаемых продуктов плюс производственные потери:

Sm_исх = Sm_кон + Sm_пот (1)

В процессе не всегда присутствуют все фазы, в одной фазе может содержаться несколько веществ, что приводит к упрощению или усложнению уравнения (1).

Теоретический материальный баланс рассчитывается на основе стехиометрического уравнения реакции. Для его составления достаточно знать уравнение реакции и молекулярные массы компонентов.

Практический материальный баланс учитывает состав исходного сырья и готовой продукции, избыток одного из компонентов сырья, степень превращения, потери сырья и готового продукта и т. д.

Из данных материального баланса можно найти расход сырья и вспомогательных материалов на заданную мощность аппарата, цеха, предприятия, себестоимость продукции, выходы продуктов, объем реакционной зоны, число реакторов, производственные по­тери (непроизводительный расход сырья, материалов, готового продукта на разлив, утечку, унос).

Расчеты обычно выполняют в единицах массы (кг, т); можно вести расчет в молях. Только для газовых реакций, идущих без изменения объема, в некоторых случаях, возможно ограничиться составлением баланса в кубических метрах.

Результаты подсчетов материального баланса сводятся в таблицу 1.

Типовая таблица материального баланса

Если баланс не сходится, то считают неувязку баланса (Н), которая не должна превышать 1,5%.

,

где m_пр - сумма масс веществ вступивших в реакцию; m_рас - сумма масс веществ получившихся в ходе реакции.