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大连石化热电厂减排1.7万吨/年二氧化硫循环经济利用项目

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大连石化热电厂减排1.7万吨/年二氧化硫循环经济利用项目能量平衡计算书

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大连石化热电厂减排1.7万吨/年二氧化硫循环经济利用项目能量平衡计算书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1.概述 1

2.能量衡算原理 2

3.能量衡算任务 3

4.能量衡算表 4

4.1深度脱硫工段 4

4.2亚硫酸钠制备工段 5

4.3硫酸钠制备工段 9

4.4硫酸生产工段 12

1.概述

本项目为大连石化热电厂烟气脱硫项目，内容包括减排1.7万吨/年二氧化硫，联产0.74万吨/年亚硫酸钠、1.2万吨/年硫酸钠和1.3万吨/年硫酸循环经济利用项目。

项目建厂位于中国石油大连石化分公司，以热电厂氯碱生产装置产出的氢氧化钠溶液作为吸收剂，吸收4-6#高压锅炉外排烟气中的二氧化硫，吸收富液送至产品转换装置，通过加热、加酸等方式产出亚硫酸钠及硫酸钠产品，所得二氧化硫与水的混合物经分离后，将二氧化硫送往硫酸生产车间制成硫酸产品，部分酸回用到上述工段，部分酸作为产品输出。

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全模拟流程如图1-1、1-2、1-3、1-4所示。

图1-1深度脱硫工段模拟

图1-2亚硫酸钠制备工段模拟

图1-3硫酸钠制备工段模拟

图1-4硫酸生产工段模拟

2.能量衡算原理

系统的能量衡算能量守恒为理论基础，研究某一系统内各类型的能量的变化，即：

输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量

对于连续系统，有：

Q+W=

注：

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

Hin—进入设备的各物料焓之和

本项目的能量衡算以单元设备为对象，计算由机械能转换、化学反应释放能量和单纯的物理变化带来的热量变化。

3.能量衡算任务

（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，确定加热剂和冷剂的用量，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

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4.能量衡算表

4.1深度脱硫工段

表4-1脱硫塔T101物料衡算

104

103

105

106

TotalFlowkmol/hr

258.51

46421.71

41633.02

5012.17

TotalFlowkg/hr

4800.00

1338770.00

1250870.00

92700.66

TotalFlowl/min

60.73

6012770.00

7582190.00

1547.86

TemperatureC

40.00

40.00

42.85

36.55

Pressurebar

3.00

3.00

2.40

2.40

VaporFrac

0.00

0.90

1.00

0.00

LiquidFrac

1.00

0.10

0.00

1.00

Enthalpycal/mol

-64507.78

-19498.35

-13883.79

-68592.69

AverageMW

18.56769

28.83922

30.04502

18.4951

表4-2换热器E101物料衡算

429

430

TotalFlowkmol/hr

143.28

143.28

TotalFlowkg/hr

4086.19

4086.19

TotalFlowl/min

34985.78

23365.62

TemperatureC

255.12

80.00

Pressurebar

3.00

3.00

VaporFrac

1.00

1.00

LiquidFrac

0.00

0.00

Enthalpycal/mol

1205.28

-34.82

AverageMW

28.52

28.52

表4-3压缩机C101物料衡算

421

429

TotalFlowkmol/hr

143.28

143.28

TotalFlowkg/hr

4086.19

4086.19

TotalFlowl/min

68899.74

34985.78

Tem