年产1.6万吨黄磷工厂尾气处理及资源化利用项目8-物料衡算与能量衡算.docVIP

年产1.6万吨黄磷工厂尾气处理及资源化利用项目极致队

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章物料衡算 -3-

1.1物料衡算的意义 -3-

1.2物料衡算的任务 -3-

1.3物料衡算遵循的原则 -4-

1.4总物料衡算 -4-

1.5系统物料衡算 -4-

1.5.1碱洗脱硫工段 -4-

1.5.2气相催化氧化工段 -6-

1.5.3液相催化氧化工段 -8-

1.5.4催化剂再生脱磷工段 -9-

1.5.5胺溶液再生工段 -10-

第二章热量衡算 -13-

2.1能量衡算的意义 -13-

2.2能量衡算的任务 -13-

2.3热量衡算原则 -13-

2.4各主要单元设备的热量衡算 -14-

2.4.1碱洗塔T101 -14-

2.4.2换热器E201 -15-

2.4.3换热器E301 -16-

2.4.4换热器E302 -17-

2.4.5反应器R201 -18-

2.4.6反应器R301 -18-

2.4.7催化剂再生脱磷工段反应器 -19-

2.4.8多硫化铵热裂解工段换热器 -20-

2.4.9硫精制闪蒸罐FLASH1 -20-

2.4.10硫精制闪蒸罐FLASH2 -21-

2.4.11硫精制闪蒸罐FLASH3 -22-

第一章物料衡算

1.1物料衡算的意义

物料衡算是确定化工生产过程中物料比例和物料转变的定量关系的过程，是化工工艺计算中最基本、最重要的内容之一。在化学工程中，设计或改造工艺流程和设备，了解和控制生产操作过程，核算生产过程的经济效益，确定主副产品的产率，确定原材料消耗定额，确定生产过程的损耗量，便于技术人员对现有的工艺过程进行分析，选择最有效的工艺路线，确定设备容量、数量和主要尺寸，对设备进行最佳设计以及确定最佳操作条件等都要进行物料核算。毫不夸张的说，一切化学工程的开发和放大都是以物料衡算为基础的。

1.2物料衡算的任务

通常物料衡算有两种情况，一是对已有的生产设备或过程利用实测的数据，计算出另一些不能直接测定的物料量，俗称生产查定，用此计算结果，对生产进行分析，做出判断，提出改进措施。二是设计一种新的设备或过程，由物料衡算求出进出各设备的物料量、组成等，然后结合能量衡算，确定设备的工艺尺寸及整个工艺过程。

本厂工艺采取年开工300天（7200小时）的连续操作，其中一年内的四~五周（约30天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：

（1）确定原料气的实际处理量以及质量指标；

（2）确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

（3）各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；

（4）汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。

1.3物料衡算遵循的原则

物料衡算的理论基础是质量守恒定理。它是研究某一体系内进出物料量及组成的变化。进行物料衡算时，必须先确定衡算的体系。对一般体系，均可用如下表示：

系统中的积累=输入-输出+生成-消耗

在稳定状态下有：

输入=输出-生成+消耗

特别地，当系统没有化学反应时，则可简化为：

输入=输出

1.4总物料衡算

从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下3个工段：

碱洗工段、气相催化氧化工段和液相催化氧化工段。图1-1为工艺流程简图。

图1-1工艺流程简图

1.5系统物料衡算

1.5.1碱洗脱硫工段

AspenPlus软件中模拟使用的碱洗脱硫工段流程图如图1-2所示：

图1-2碱洗脱硫工段流程图

模拟得到的物料衡算结果见表1-1：

表1-1碱洗脱硫工段物料衡算表

入口物料

出口物料

物流编号

1

3

5

9

Temperature/℃

25

25

35.4

34.9

Pressure/kPa

101.33

101.33

101.33

106.33

VaporFrac

0

1

1

0

MassFlow/kg·hr-1

60919.65

5887.308

5581.493

61225.466

VolumeFlow/cum·hr-1

59.573

5032.533

5133.576

60.882

MassFlow/kg·hr-1

H2O

58827.986

0.002

206.897

58617.311

H2S

-

10

0.987

9.012

PH3

-

9.999

2.149

7.85

HF

-

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