川宁生物制药废气深度脱硫项目06-能量平衡计算书.docVIP

能量平衡计算书NewBlood

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2017

2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

能量平衡计算书川宁生物制药废气深度脱硫项目2017

能量平衡计算书

川宁生物制药废气深度脱硫项目

2017年8月

设计单位：河北工业大学化工学院

设计团队：NewBlood

成员姓名：底梦婷王晨希牛晓芳肖一婷周静

指导教师：李春利王洪海方静张文林齐俊杰

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章 概述 3

1.1能量衡算目的 3

1.2能量衡算方法 3

第二章系统能量衡算 5

2.1沼气深度脱硫工段 5

2.2废气深度脱硫工段 8

2.3二甲基硫醚合成工段 9

2.4二甲基硫醚氧化工段 12

2.5二甲基亚砜精制工段 13

概述

本项目拟建立一套对川宁生物制药含硫废气进行深度脱硫处理并生产11000吨二甲基亚砜的装置。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。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适当的设备。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。

1.1能量衡算目的

（1）确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据。

（2）确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率，确定加热蒸汽和冷却剂的用量，为后续换热和公用工程的设计做准备。

（3）确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型。

（4）最终计算出所需的能量和费用，判定工艺过程的经济性。

1.2能量衡算方法

根据能量守恒：输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量

本装置主要是反应器，精馏塔，换热器，泵，输入整个生产系统的能量主要有电能、加热蒸汽带入的能量和进入物料的焓，输出的能量有冷却剂带走的能量和输出物料的焓。

Q+W=Hout–Hin

式中：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。

第二章系统能量衡算

2.1沼气深度脱硫工段

图2-1沼气深度脱硫工段流程图

表2-1加热炉F0101能量衡算表

in

out

物流编号

104

105

TemperatureC

38.89

550

PressureMPa

0.1

0.1

VaporFrac

1

1

TotalFlowkmol/hr

1663.37

1663.37

TotalFlowkg/hr

32063.6

32063.6

EnthalpyMW

-55.37

-43.85

∑Hin(MW)

-119.84

∑Hout(MW)

-94.90

△Q(MW)

24.94

表2-2MDEA脱硫吸收塔T0101能量衡算表

in

out

物流编号

103

GASIN

104

111

TemperatureC

40

40

38.9

28.2

PressureMPa

0.1

0.12

0.1

0.11

VaporFrac

0

1

1

0

TotalFlowkmol/hr

3827.7

1579.68

1663.37

3742.64

TotalFlowkg/hr

74017.7

30892.1

32063.6

72846.2

EnthalpyMW

-305.43

-48.68

-55.37

-298.74

∑Hin(MW)

-354.11

∑Hout(MW)

-354.11

△Q(MW)

0

表2-3MDEA脱硫吸收塔T0102能量衡算表

in

out

物流编号

102

108

109

110

TemperatureC

40

51.35

40.07

41.63

PressureMPa

0.1

0.12

0.1

0.11

VaporFrac

0

1

1

0

TotalFlowkmol/hr

3827.7

1663.37

1669.28

3819.99

TotalFlo