年处理1500万m3含硫废气脱硫项目3-2附录二：节能预评估报告.doc

湖南大学Spark团队齐鲁石化年处理

湖南大学Spark团队

齐鲁石化年处理

1500万m3含硫废气项目

初步设计说明书

2017年“陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

齐鲁石化胜利油田年处理1500万m3

含硫废气脱硫项目

节能预评估报告

团队名称：湖南大学—Spark团队

团队成员：韩羽君胡世涛廖湘骥

祝卓妮粟鹏

指导老师：罗伟平李文生任艳群夏新年

罗潇梁志武

完成时间：2017年7月19日

目录

TOC\o1-3\h\u8911第一章能量集成概述 1

297531.1能量集成概述 1

10044第二章能量集成优化 3

223622.1工艺概述 3

283482.2原料预处理工段车间热集成 4

265812.2.1物料信息提取 4

234192.2.3优化后的换热器网络 7

198762.3废热回收工段车间热集成 9

46182.3.1物料信息提取 9

116902.3.3优化后的换热器网络 12

133192.4硫代硫酸钠生产工段车间热集成 14

66982.4.1物料信息提取 14

115842.4.3优化后的换热器网络 16

204602.5废水回收工段车间热集成 19

37892.5.1物料信息提取 19

280172.5.3优化后的换热器网络 22

40652.6硫酸钠生产工段车间热集成 24

319782.6.1物料信息提取 24

190622.6.3优化后的换热器网络 27

11983第三章节能效果 29

14841四、三效蒸发技术 32

PAGE1

第一章能量集成概述

1.1能量集成概述

我国国民经济正处于一个高速发展的时期，这就不可避免地出现能源消耗的大幅度上升。当前我国的能源消费量已超过世界能源消费总量的10%，但是我国的人均能源消费量仅约为世界平均水平的50%，这种情况表明未来我国经济发展所面临的能源问题将更加突出、更加严峻。为了保证国民经济持续、快速、健康地发展，必须合理、有效地利用能源，不断提高能源利用效率。

换热是化工生产过程中不可缺少的一部分。在所有的工艺流程中，都有一些物流加热，一些物流被冷却。换热的目的不仅是为了使物流温度满足工艺要求，而且是为了回收过程余热，减少公用工程消耗。换热网络的消耗代价来自三个方面：换热单元数、传热面积、公用工程消耗。换热网络合成追求的目标，是使这三方面的消耗都为最小值。

目前，换热网络合成主要有三种方法：试探法、夹点技术、数学规划法。其中，夹点技术以其使用简单、直观和灵活的优点被广泛的使用。采用夹点技术进行换热网络的设计时，一般是先找出最小公用工程消耗，即先设计能量最优的换热网络，然后再采取一定的方法，减少换热单元数，从能量和设备数上对换热网络进行调优。同时换热网络的设计还需要考虑到设备布置，不同车间之间物流换热的代价，物流是否具有腐蚀性还有对换热材料的要求等。因此在具体设计换热网络时候，可以从两方面出发：

（1）物流信息的确定，求出整个系统的所有涉及到加热冷凝的物流信息；

（2）考虑到具体物流的热集成能力以及其他性质情况（包括位置等因素），在满足换热匹配的要求上进行换热设计。

第二章能量集成优化

2.1工艺概述

本项目分为原料预处理工段、反应工段、废热回收工段、硫代硫酸钠生产工段、亚硫酸钠生产工段和硫酸钠生产工段共六个工段。针对整个工艺流程的相关特性和布置情况，分别进行如下的换热网络设计。

利用AspenEnergyAnalyzer软件，计算每个车间的换热目标，并生成初步的换热网络。然后结合具体情况，进行手动调节，选取总设备费用和操作费用最少的设计方案。

2.2原料预处理工段车间热集成

根据初步设计规划，原料预处理工段车间的流程图如下所示：

图2-1原料预处理工段车间流程图

2.2.1物料信息提取

通过AspenEnergyAnalyzer的自动导入功能对物流信息进行提取，并手动检查物流信息，增删部分物流，选择公用工程的类型及温度。对原料预处理工段的物流提取信息提取如表2-1所示

表2-1

物流

物流符号

入口温度/（℃）

出口温度/（℃）

流量（Kg/h）

焓/（Kg/J）

0103_To_0104

↓

128.05

60.00

15011.88

3575832.32

V0101_heat

↑

40.00

128.05

0.0053

（注：↓代表热物流，↑代表