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能量平衡计算书
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Butterflies-fly团队
能量平衡计算书
仙桃含硫废气处理项目南阳师范学院Butterflies-fly队
仙桃含硫废气处理项目
南阳师范学院Butterflies-fly队
王思菊蔡敏周丹丹莽亮虹孙锐霞
指导老师:王琳张海礁附录二
指导老师:王琳张海礁
附录二
能量平衡计算书
目录TOC\o1-3\h\z\u
1.1概述 1
1.2热量衡算原理 1
1.3热量衡算任务 2
1.4热量衡算 2
1.4.1DMO合成工段热量衡算 2
1.5总结 3
PAGE1
1.1概述
拟建一套年产值30万吨的乙二醇装置,在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元,在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得,对于新设计的车间,可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。总之,通过下述能量衡算,可以为后续设计工作中提高热量的利用率,降低能耗提供主要依据。
1.2热量衡算原理
工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求,遵循基本规范与实际工艺相结合的原则,进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是能量平衡方程:
其中,
——表示输入设备热量的总和;
——表示输出设备热量的总和;
——表示损失热量的总和。
对于连续系统:
Q+W=∑Hout-∑Hin
其中,
Q——设备的热负荷。
W——输入系统的机械能。
∑Hout——离开设备的各物料焓之和。
∑Hin——进入设备的各物料焓之和。
在进行全厂热量衡算时,是以单元设备为基本单位,考虑由机械能转换、化学反应释放和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺段进行系统级的热量平衡计算,进而用于指导节能降耗设计工作。
1.3热量衡算任务
在进行乙二醇装置的热量衡算中,主要通过定量计算完成下述基本任务:
=1\*GB3①确定工艺单元中物料输送机械(如泵)所需要的功率,以便于进行设备的设计和选型;
=2\*GB3②确定精馏等单元操作中所需要的热量或冷量以及传递速率,计算换热设备的尺寸,确定加热剂和冷却剂的消耗量,为后续设计中比如供汽、供冷、供水等专业提供设备条件;
=3\*GB3③确定为保持一定反应温度所需移除或者加入的热传递速率,指导反应器的设计和选型;
=4\*GB3④提高热量内部集成度,充分利用余热,提高能量利用率,降低能耗;
=5\*GB3⑤最终计算出总需求能量和能量的费用,并由此确定工艺过程在经济上的可行性。
1.4热量衡算
1.4.1DMO合成工段热量衡算
1.4.1.1C0101压缩机
表1-1热负荷表
W
Q
HeatDuty(Gcal/hr)
2.207
0
表1-2流股焓变计算表
in
out
物流编号
0112
0113
Temperature(℃)
-3.8
29.3
Pressure(bar)
2.8
4
VaporFrac
1
1
MoleFlow(kmol/hr)
8026.671
8026.671
MassFlow(kg/hr)
271575.522
271575.522
VolumeFlow(cum/hr)
63811.876
50178.599
Enthalpy(Gcal/hr)
-61.488
-59.281
表1-3热量平衡计算一览表
W(Gcal/hr)
Q(Gcal/hr)
Hin(Gcal/hr)
Hout(Gcal/hr)
Error
2.207
0
-61.488
-59.281
0
1.5总结
通过本次热量衡算,我们计算所有塔设备、反应器、分离器等能量流动,各工段设备基本符合能量守恒。
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