内蒙古白雁湖化工电石炉尾气资源化利用项目11.附录：能量衡算一览表.docxVIP

2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

内蒙古白雁湖化工电石炉尾气资源化利用项目

内蒙古白雁湖化工

电石炉尾气资源化利用项目

能量衡算一览表

团队名称：太原科技大学风硫倜傥团队

指导老师：史宝萍、程加林、李鹏、郭晓霞、赵玉英

团队成员：刘金超、郭琨、王鸽、赵博、申鹏煜

2017年8月

内蒙古白雁湖化工电石炉尾气资源化利用项目《附录：能量衡算一览表》

目录

TOC\o1-3\h\z\u1、概述 1

2、热量衡算原理 2

3、热量衡算任务 3

4、各工段热量衡算 4

4.1耐硫变换工段热量衡算 4

4.2低温甲醇洗工段热量衡算 14

4.3甲烷化工段热量衡算 24

4.4克劳斯制硫工段热量衡算 31

5.总结 42

PAGE19

1、概述

拟处理电石炉尾气2.5亿Nm3，年产5600万Nm3（4万吨）液化天然气，副产2400吨硫磺。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。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，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恰当的设备。总之，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。

2、热量衡算原理

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：

其中，

——表示输入设备热量的总和；

——表示输出设备热量的总和；

——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。

3、热量衡算任务

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。

4、各工段热量衡算

4.1耐硫变换工段热量衡算

1.压缩机（C0101）

表4-1热负荷表

W

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

1.104

0

表4-2流股焓变计算表

IN

OUT

Stream

1-1

1-2

TemperatureC

20

128.5

PressureMPa

0.1

0.234

VaporFrac

1

1

MoleFlowkmol/hr

1422.163

1422.163

MassFlowkg/hr

40376.35

40376.35

VolumeFlowcum/hr

34657.538

20317.863

EnthalpyGcal/hr

-39.426

-38.322

表4-3热量平衡计算一览表

W（Gcal/hr）

Q（Gcal/hr）

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

Error

1.104

0

-39.426-

-38.322

0

2.压缩机（C0102）

表4-4热负荷表

W

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

1.180

0

表4-5流股焓变计算表

IN

OUT

Stream

1-3

1-4

TemperatureC

40

155.4

PressureMPa

0.234

0.548

VaporFrac

1

1

MoleFlowkmol/hr

1422.163

1422.163

MassFlowkg/hr

40376.35

40376.35

VolumeFlowcum/hr

15825.583

9279.457

EnthalpyGcal/hr

-39.227

-38.047

表4-6热量平衡计算一览表

W（Gcal/hr）

Q（Gcal/hr）

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

Error

1.180

0

-39.227

-38.047

0

3.压缩机(C0103)

表4-7热负荷表

W

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

1.182

0

表4-8流股焓变计算表

IN

OUT

Stream

1-5

1-6

TemperatureC

40

155.4

PressureMPa

0.548

1.281

VaporFrac

1

1

MoleFlowkmol/hr

1422.163

1422.163

MassFl