Материальный баланс нечной среды составляется в зависимости от ее назначения и способа получения в следующем порядке: 1) для печной среды, вводимой в рабочую камеру печи и не являющейся реагентом химических реакций, составляется одновременно с материальным балансом термотехнологического процесса; 2) для печной среды, создаваемой в рабочей камере печи за счет сжигания топлива с определенными коэффициентами расхода воздуха (а < 1 < а), составляется самостоятельно как для специальной химической реакции с получением газового продукта заданного химического состава; 3) для печной среды, получающейся при энергетическом сжигании топлива и являющейся только теплоносителем, составляется после завершения тепловых расчетов по статье расхода топлива.
Материальный баланс печного процесса в соответствии с системной теорией печей составляется по каждому из реагирующих веществ как внутри элементов системы, так и между ними.
Левая часть материального баланса представляет массу всех видов сырья, материалов, исходной печной среды, компонентов футеровки, поступающих в реакцию, а правая — массу полученных целевых и побочных продуктов, отходов, отходящей печной среды и охлаждающих материалов. Сумма всех поступивших в печной процесс веществ, т. е. приход, равна общей массе получившихся из нее веществ, т. е. расходу.
Материальный баланс печного процесса составляют на единицу целевого продукта (кг, т) либо в расчете на единицу времени (ч, сутки).
Материальный баланс печного процесса в общем виде может быть представлен следующим образом:
Здесь Gji. м — масса исходных материалов; Gn. с — масса% исходной печной среды; Gc< т — масса сжигаемого топлива; G0— масса окислит*еля; G0.M— масса охлаждающих материалов; вф— масса трансформированной футеровки; G4. п — масса полученных целевых продуктов; Gn. п — масса полученных побочных продуктов; G0T — масса полученных отходов; G^ с — масса отходящей печной среды; Gq м — масса охлаждающих материалов.
Материальный баланс в общем виде необходим для составления теплового баланса, расчетов печной среды, проектирования средств обеспечения печного процесса, определения геометрии рабочей камеры печи и конструирования печи, расчета воздушного бассейна, экономических расчетов и т. д.
Для проектирования печей и средств обеспечения чрезвычайно важно знание фазового состояния как вступающих в печной процесс материалов, так и получающихся после его осуществления целевых, побочных продуктов и отходов, поэтому составляется материальный баланс фазового состояния.
Данные материального баланса печного процесса записывают приходной или расходной статьей баланса в виде таблицы, в которой указывают элемент печной системы, реагирующие вещества, их массу или объем и их процентное содержание в общей массе.