华能南通电厂烟气脱硫项目9-能量衡算计算书.docVIP

PAGE1华能南通电厂烟气脱硫项目—能量衡算说明书

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湖北工业大学星火团队

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章能量衡算 1

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能量衡算一览表 2

1.4.1尾气吸收工段 2

1.4.2尾气排出工段 9

1.4.3硫酸铵蒸发结晶工段 14

1.4.4产品回收工段 22

1.5总结 25

STYLEREF1第一章能量衡算PAGE25华能南通电厂烟气脱硫项目

STYLEREF1第一章能量衡算

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第一章能量衡算

1.1概述

拟建一套南通华能电厂烟气脱硫项目装置，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：

其中，

Q——设备的热负荷。

W——输入系统的机械能。

——离开设备的各物料焓之和。

——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

在进行烟气脱硫装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：

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；

确定吸收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；

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；

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；

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

可行性。

1.4能量衡算一览表

1.4.1尾气吸收工段

1.4.1.1吸收塔（T-101）

表1-1吸收塔（T-101）进出物流焓值表

in

out

物流编号

1

7

11

2

3

Temperature（℃）

30

130

83.4

30.9

41.1

Pressure（bar）

1

3

1

1

1

VaporFrac

0.971

1

0

0

1

MassFlow（kg/hr）

1222265.77

24900.7627

83304.3672

103992.899

1226478.01

Enthalpy（Gcal/hr）

-720.32872

-58.535474

-285.4087

-355.23369

-709.03918

表1-2吸收塔（T-101）热负荷表

W

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

0

0

表1-3吸收塔（T-101）能量衡算一览表

W（Gcal/hr）

Q（Gcal/hr）

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

Error

0

0

-1064.2729

-1064.2729

0

1.4.1.2氧化反应器（R-101）

表1-4氧化反应器（R-101）进出物流焓值表

in

out

物流编号

3

4

5

Temperature（℃）

30.9

25

41.1

Pressure（bar）

1

2

1

VaporFrac

0

1

0.043

MassFlow（kg/hr）

103992.899

7202.636

111195.535

Enthalpy（Gcal/hr）

-355.23369

-0.0008012

-359.35483

表1-5氧化反应器（R-101）热负荷表

W

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

0

-4.1203411

表1-6氧化反应器（R-101）能量衡算一览表

W（Gcal/hr）

Q（Gcal/hr）

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

Error

0

-4.1203411

-355.23449

-359.35483

0

1.4.1.3闪蒸罐（F-101）

表1-7闪蒸罐