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.pdfVIP

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

能量平衡计算书

中南大学PIE团队1

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

目录

1.1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：

∑=∑+∑

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=∑−∑

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

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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