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能量平衡计算书指导老师：李德明徐文斌

能量平衡计算书

指导老师：

李德明徐文斌

目录

TOC\o1-3\h\z\u1能量衡算说明书 2

1.1能量衡算的意义 2

1.2能量衡算遵循的原则 3

1.3热量衡算任务

1.4能量衡算 3

1.4.1脱硫工段 3

1.4.2硫铵分离工段 5

能量衡算说明书

能量衡算的意义

化工生产中的物理过程和化学反应过程都与能量的传递或能量形式的变化有关。能量消耗是一项重要的经济指标，它是衡算工艺过程、设备设计、操作水平是否合理的主要指标之一。为了使生产保持在适宜的工艺条件下进行，必须掌握物料带入或带出体系的能量，控制能量的供给速率和放热速率。为此，需要对各生产体系进行能量衡算。能量衡算对于生产工艺条件的确定、设备的设计是不可缺少的一种化工基本计算，可为提高能量的利用率，降低能耗提供主要依据。通过能量衡算，可确定整个工艺系统的能耗是否符合设计合同的要求。

能量衡算遵循的原则

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：

?Qin=Qout+Ql

其中，

Qin——表示输入设备热量的总和；

Qout——表示输出设备热量的总和；

Ql——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。

在进行热量衡算过程中，可通过定量计算完成下列基本任务：

1、确定工艺单元中物料输送机械所需要的功率，以便于设备的设计与选型；

2、计算换热设备尺寸，为后续设计中提供设备条件；

3、提高热量内部集成度，充分利用余热，提高能量利用率；

4、最终计算出总需求能量和能量费用，确定工艺过程在经济上的可行性。

1.3热量衡算任务

在进行脱硫系统装置的热量衡算中，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；

确定预洗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能量衡算

1.4.1脱硫工段

1、预洗塔表

表1-1T-01流股焓变计算表

Stream

2-P1

2-T1-1

2-T1-2

Temperature/℃

45

100

78

Pressure/bar

0.2

0.4

0.2

VaporFrac

0

0

0

MoleFlowkmol/hr

53.611

50.336

3.276

MassFlowkg/hr

1940.378

1645.326

295.052

VolumeFlowl/min

40.837

42.555

6.425

EnthalpyGcal/sec

-3.26

-2.678

-0.451

Summation

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

EnthalpyGcal/hr

-3.26

-3.129

表1-2T-204热负荷表

--

Condenser

Reboiler

Q

EnthalpyGcal/hr

-0.746522572

0.877082364

0.130559792

T-01的热负荷为Q=0.130559792Gcal/hr。各流股计算结果如下表所示：

表1-3T-01热量平衡计算一览表

Q（Gcal/hr）

W总（Gcal/hr）

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

Error

0.130559792

0

-3.26

-3.129

4.40E-04

2、脱硫塔表

表1-4T-02流股焓变计算表

Stream

2-E2

S86

2-T3-1

2-T3-2

Temperature/℃

60

62

62

78

Pressure/bar

0.2

1

1

0.4

VaporFrac

0.645

1

0

0

MoleFlowkmol/hr

105.362

34.977

53.611

16.774

MassFlowkg/hr

46