700万立方米每年含硫废气处理联产硫磺及甲醇项目附录2 能量平衡计算书.docVIP

700万立方米/年含硫废气处理联产硫磺及甲醇项目能量平衡计算书

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能量平衡计算书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1.1总述 1

1.2热量衡算的原理和准则 1

1.3热量衡算任务 1

1.4热量衡算 2

1.4.1Claus硫磺回收工段能量衡算 2

1.4.2SCOT尾气处理工段能量衡算 12

1.4.3碳捕集工段能量衡算 25

1.5总结 30

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1.1总述

700万立方米/年含硫废气处理副产3万吨硫磺项目，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热量衡算的原理和准则

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：

Q

其中，

Qin——

Qout——

Ql——

对于连续系统：

Q+W=

其中，

Q——设备的热负荷。

W——输入系统的机械能。

Hout——

Hin——

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

在进行硫磺回收资源化装置的热量衡算中，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；

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；

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；

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

1.4.1Claus硫磺回收工段能量衡算

1.4.1.1反应器（R-0101~R-0104）

表1-1燃烧炉（R-0101）物流焓变计算表

IN

OUT

Units

S0102

S0103

S0104

Phase

Vapor

Vapor

Vapor

Temperature

C

38.99364

70

1115.319

Pressure

bar

6

6

6

MolarVaporFraction

1

1

1

MassFlows

kg/hr

7816.418

7998.67

15815.09

VolumeFlow

cum/hr

849.4371

1291.624

9126.494

MolarEnthalpy

kcal/mol

-44.7053

0.276961

-19.0133

MassEnthalpy

kcal/kg

-1161.49

9.599897

-569.198

MolarEntropy

cal/mol-K

4.112535

-1.59848

14.76172

MassEntropy

cal/gm-K

0.106848

-0.05541

0.441919

MolarDensity

kmol/cum

0.239074

0.214649

0.051877

MassDensity

kg/cum

9.20188

6.192723

1.732877

EnthalpyFlow

Gcal/hr

-9.0787

0.076786

-9.00191

∑Hin

Gcal/hr

-9.00191

∑Hout

Gcal/hr

-9.00191

表1-2燃烧炉（R-0101）能量衡算表

Q

(Gcal/hr)

W

(Gcal/hr)

ΣHin

(Gcal/hr)

ΣHout

(Gcal/hr)

Error

0

0

-9.00191

-9.00191

8.43099E-11

表1-3一级Claus反应器（R-0102）物流焓变计算表

IN

OUT

Units

S0108

S0109

Phase

Vapor

Vapor