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2017“东华科技—陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛
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天津石化1.0×10Nm/h
废气脱硫装置项目
中北大学知行NUC队
团队成员：亓天夏智文刘东李林洪张娇娇
指导老师：李同川程原王艳红马忠平杨朝明
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中北大学天津石化1.0×10Nm/h废气脱硫装置项目·物料平衡计算书
目录
1.概述3
2.物料衡算原理3
3.物料衡算4
4.系统物料衡算4
4.1酸性气燃烧工段物料衡算4
4.2克劳斯反应工段16
4.3尾气处理工段物料衡算25
4.4液流脱气工段物料衡算35
知行NUC队2
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中北大学天津石化1.0×10Nm/h废气脱硫装置项目·物料平衡计算书
1.概述
本项目旨为中国石油化工股份有限公司天津石化设计一座年处理废气分厂，
该项目以总厂产生的含硫废气为原料，通过酸性气燃烧、克劳斯反应、尾气处理
和液流脱气四个工段，硫资源利用程度大大增加，最终得到质量分数为99.3%
的优质硫，以及副产中压蒸汽。
设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡
算、能量衡算，AspenPlus模拟流程如图1-1所示。
图1-1全流程模拟图
2.物料衡算原理
系统的物料衡算以质量守恒为理论基础，研究某一系统内进出物料量及组成
的变化，即：
系统累计的质量＝输入系统的质量－输出系统的质量＋反应生成的质量－
反应消耗的质量
假设系统无泄漏，有：
dF
FinFoutGRCR
dt
当系统无化学反应时，有：
知行NUC队3
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中北大学天津石化1.0×10Nm/h废气脱硫装置项目·物料平衡计算书
dF
FinFout
dt
在稳定状态下，有：
dF
FinFout0，FinFout
dt
Fin
其中，进入系统的物料流率；
Fout流出系统的物料流率；
GR反应产生物料流率；
CR反应消耗物料流率。
3.物料衡算
通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，
原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指
标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。
4.系统物料衡算
4.1酸性气燃烧工段物料衡算
酸性气燃烧工段流程模拟图如下图所示：
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