10万吨含硫废气净化回收项目8-物料平衡计算书.docVIP

2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛

10吨/年含硫废气净化回收项目物料平衡计算书

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目录TOC\o1-4\h\u

1.总论 1

2.物料衡算的方法 1

2.1衡算方程式 1

2.2物料衡算的基准 1

2.3工艺流程图 2

3.各工段物料衡算 2

3.1废气初处理工段 2

3.1.1废气初处理工段流程图 2

3.1.2废气初处理工段物料衡算 3

3.2废气焚烧工段 5

3.2.1废气焚烧工段流程图 5

3.2.2废气焚烧工段物料衡算 5

3.3SO2加氢还原工段 6

3.3.1SO2加氢还原工段流程图 6

3.3.2SO2加氢还原工段物料衡算 7

3.4克劳斯硫回收工段 8

3.4.1CLAUS燃烧工段流程图 8

3.4.2CLAUS燃烧工段物料衡算 8

3.4.3CLAUS反应工段流程图 9

3.4.4CLAUS反应工段物料衡算 9

4主要设备物料衡算 11

4.1塔设备 11

4.1.1废气洗涤塔（T0101） 11

4.2反应器 12

4.2.1旋转RTO焚烧炉（R0501） 12

4.2.2SO2加氢还原反应器（R0502） 13

4.2.3CLAUS燃烧炉（R0503） 14

4.2.4CLAUS一级反应器（R0504） 15

4.2.5CLAUS二级反应器（R0505） 16

4.2.6CLAUS三级反应器（R0506） 17

4.3两相分离器 18

4.3.1气液分离器（V0801） 18

4.3.2气液分离器（V0802） 19

4.3.3气液分离器（V0803） 20

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1.总论

物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算，在工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。其在确定项目生产工艺及流程后，通过对整个生产系统、部分重要的生产单元进行物料衡算计算出主、副产品的产量、原材料的消耗定额、生产过程中各阶段的消耗量以及产品收率等各项经济技术指标，进而定量地评价初步设计所选择的的工艺路线在技术及经济上的合理性，为后续的热量衡算、其他工艺计算及设备计算打下基础。

2.物料衡算的方法

2.1衡算方程式

对一般的体系而言，物料分布均可表示为：

∑（物料的累积率）=∑（物料进入率）-∑（物料流出率）+∑（反应生成率）-∑（反应消耗率）

特别地，当系统没有化学反应时，则可简化为：

∑（物料的累积率）=∑（物料进入率）-∑（物料流出率）

在稳定状态下有：∑（物料进入率）=∑（物料流出率）

物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如下表2.1所示：

表2.1物料衡算的适用范围

类别

物料衡算形式

无化学反应

有化学反应

总衡算式

总质量衡算式

适用

适用

总物质的量衡算式

适用

不适用

组分衡算式

组分质量衡算式

适用

不适用

组分物质的量衡算式

适用

不适用

元素原子衡算式

元素原子质量衡算式

适用

适用

由于项目过程中存在化学反应故主要采用总质量衡算方法，主要采用总质量衡算的方法，同时列出每种组分的质量流量以便于查找和计算。

2.2物料衡算的基准

1.对于间歇式操作的过程，常采用一批原料为基准进行计算。

2.对于连续式操作的过程，可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计算。物料衡算的结果应列成原材料消耗定额及消耗量表。

3.消耗定额是指每吨产品或以一定量的产品所消耗的原材料量；而消耗量是指以每年或每日等时间所消耗的原材料量。

4.制剂车间的消耗定额及消耗量计算时应把原料、辅料及主要包装材料一

起算入。

物料衡算的主要任务如下：

1.保证脱硫效率达标。

2.确定对环境有危害的工业三废的含量，并确定处理措施。

3.各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定。

4.汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。

2.3工艺流程图

本项目选用旋转RTO焚烧技术结合克劳斯硫回收工艺，以COS、CH4S、C2H6S、CH4、H2S、S等废气作废气源，CT6-5B催化剂、氧化钛催化剂等为辅助原料，设计10万吨/年含硫废气净化回收，整个工艺流程由废气初处理工段、废气焚烧工段（旋转RTO）、SO2加氢还原工段、克劳斯硫回收工段四个工段组成。

图2.1工艺流程示意图

3.各工段物料衡算

3.1废气初处理