武汉华中华能分公司—年产5.4万吨硫磺项目10 附录二 节能评估报告.doc

武汉华中华能分公司—年产5.4万吨硫磺项目

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章能量集成概述 3

第二章能量集成与优化 4

2.1有机胺脱硫车间热集成 4

2.1.1物料信息提取 4

2.1.2最优夹点温差 5

2.2超级克劳斯硫磺回收车间热集成 8

2.2.1物料信息提取 8

2.2.2最优夹点温差 9

第三章节能效果 12

第四章解吸塔再沸器节能技术 14

第五章其他节能技术 15

第一章能量集成概述

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。

第二章能量集成与优化

本项目分为有机胺脱硫工段和超级克劳斯硫磺回收工段。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。

（1）考虑到原料预处理工段和有机胺脱硫工段之间的联系比较紧密，同时考虑到工段之间的布置情况，我们将原料预处理工段和有机胺脱硫工段合并为一个换热网络，同时加入超级克劳斯硫磺回收工段换热网络，共组成两个换热网络

（2）利用AspenEnergyAnalyzer软件，计算每个换热网络的换热目标，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。

2.1有机胺脱硫车间热集成

根据初步设计规划，有机胺脱硫车间的流程图如下所示：

图2-1有机胺脱硫车间工艺流程图

2.1.1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。有机胺脱硫车间的物流提取信息提取如表2-1所示。

表2-1有机胺脱硫车间物流信息一览表

物流

物流符号

入口温度/（℃）

出口温度/（℃）

换热量/（kJ/h）

流量/（Kg/h）

烟气冷凝

↓

120.0

50.0

2.42E+08

3.323E+05

富胺液加热

↑

42.9

71.5

1.67E+07

2.224E+05

解吸塔再沸器

↑

109.7

110.5

5.454E+07

2.299E+05

贫胺液冷凝

↓

110.5

50

4.297E+07

2.058E+05

（注：↓代表热物流，↑代表冷物流）

2.1.2最优夹点温差

采用AspenEnergyAnalyzer进行系统能量消耗分析，得到一系列如下所示的图：

图2-2物流温焓图

由物流温焓图可知：热集成网络的夹点温度为108～114℃。

图2-3物流的总组合曲线图

由物流的总组合曲线图可知：热公用工程消耗量5.45E+07kJ/h，冷公用工程消耗量2.77E+08kJ/h。

图2-4总费用与传热温差关系曲线

图2-4是不同夹点温差（DeltaTmin）与总费用（TotalCostIndexTarget）关系图，从图中可以看出，当夹点温差为13.3℃时，总费用较少。故选择温差为13.3℃。

表2-2温差为13.3℃时夹点温度和最小公用工程用量

夹点温度/℃

最小公用工程用量（kJ/h）

热端

冷端

热公用工程

冷公用工程

123.0

109.7

5.45E+07

2.77E+08

120.0

106.7

2.1.3优化后