年处理20万吨含硫废气项目4-2附录二：能量平衡计算书.docVIP

年处理20万吨含硫废气项目——能量平衡计算书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u能量平衡计算书 3

1.1总述 3

1.2热量衡算的原理和准则 3

1.3热量衡算任务 4

1.4热量衡算 4

1.4.1含硫废气源分离工段热量衡算 4

1.4.2二氧化硫催化氧化工段热量衡算 6

1.4.2.1空气预热器 6

1.4.4SCR脱硝工段热量衡算 8

1.5总结 10

能量平衡计算书

1.1总述

拟建一套年处理量含硫废气20万吨装置，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。

1.2热量衡算的原理和准则

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。

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。

1.3热量衡算任务

在进行含硫废气源分离工段装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：

确定工艺单元中物料输送机械（如泵）所需要的功率，以便于进行设备的设计和选型；

确定精馏等单元操作中所需要的热量或冷量以及传递速率，计算换热设备的尺寸，确定加热剂和冷却剂的消耗量，为后续设计中比如供汽、供冷、供水等专业提供设备条件；

确定为保持一定反应温度所需移除或者加入的热传递速率，指导反应器的设计和选型；

提高热量内部集成度，充分利用余热，提高能量利用率，降低能耗；

最终计算出总需求能量和能量的费用，并由此确定工艺过程在经济上的可行性。

1.4热量衡算

1.4.1含硫废气源分离工段热量衡算

1.4.1.1MEA解析塔

表1-1热负荷表

-

冷凝器

再沸器

Q

Heatduty/Gcal/hr

0

0.687876

0.687876

表1-2流股焓变计算表

in

out

物流编号

16

17

19

TemperatureC

27.24678

26.84692

108.8051

Pressurebar

1.1325

1

1

VaporFrac

0.8604122

1

0

TotalFlowkmol/hr

1506

1301.721

204.2786

TotalFlowkg/hr

71314.7

58883.16

12431.54

TotalFlowl/min

473608

538305

149.8567

Enthalpycal/sec

-3471100

∑Hin(Gcal/hr)

-131.2222

∑Hout(Gcal/hr)

-130.53423

表1-3热量平衡计算一览表

Q

Hin

Hout

Error

0.687876

-131.2222

-130.53423

-5.51228E-07

1.4.1.2精馏塔

表1-4热负荷表

-

冷凝器

再沸器

Q

Heatduty/Gcal/hr

74.8152

68.6042

-6.2115

表1-5流股焓变计算表

in

out

物流编号

S4

S5

S6

TemperatureC

25

-76.40075

-24.84026

Pressurebar

1.1325

2

2

VaporFrac

1

0

0

TotalFlowkmol/hr

1280

1190.4

89.6

TotalFlowkg/hr

57936.94

52389.27

5547.66

TotalFlowl/min

464176

705.3848

63.36886

Enthalpy?cal/sec

-1984200

∑Hin(Gcal/hr)

-118.4707

∑Hout(Gcal/hr)

-124.68