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物料、能量衡算说明书SJTU

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物料、能量衡算说明书

山西武乡2×1000MW火力发电机组氨法烟气脱硫

设计团队：闵行F5小组成员：冯一峰陈加航

设计团队：闵行F5

小组成员：冯一峰陈加航方颖路会超王卫秦

设计单位：上海交通大学

设计时间：2017年7月

目录

TOC\o1-3\h\u第一章物料衡算说明书 2

1.1物料守恒的意义 2

1.2物料遵循守恒的原则 2

1.3物料守恒 2

1.3.1氧化工段物料衡算 2

1.3.2一段吸收工段物料衡算 3

1.3.3二段吸收工段物料衡算 4

1.3.4换热工段物料衡算 5

1.3.5浓缩结晶工段物料衡算 5

1.3.6固液分离工段物料衡算 6

第二章能量衡算说明书 8

2.1能量衡算的意义 8

2.2能量衡算应遵循的原则 8

2.3热量衡算任务 8

2.4热量衡算 9

2.4.1氧化工段热量衡算 9

2.4.2一段吸收工段热量衡算 9

2.4.3二段吸收工段热量衡算 10

2.4.4换热工段热量衡算 11

2.4.5浓缩结晶工段热量衡算 11

2.4.6固液分离工段热量衡算 12

第一章物料衡算说明书

1.1物料守恒的意义

物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算，在工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。其目的在于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，确定原材料消耗定额，确定生产过程的损耗量，对现有的工艺过程进行分析，选择最有效的工艺路线，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衡算。而且，化学工程的开发与放大都以物料衡算为基础的。凡引入某一设备的物料成分、质量或体积比等于操作后所得产物的成分、质量或体积加上物料损失。

1.2物料遵循守恒的原则

对一般的体系而言，物料分布均可表示为：

∑(物料的累积率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率)+∑(反应生成率)-∑(反应消耗率)

特别地，当系统没有化学反应时，则可简化为：

∑(物料的累积率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率)

在稳定状态下有：

∑(物料进入率)=∑(物料流出率)

1.3物料守恒

1.3.1氧化工段物料衡算

下图是由AspenPlus软件模拟得出的氧化工段物料衡算图：

图1.1氧化工段物料衡算图

表1.1氧化工段物料衡算表

由表1.1可知进、出物料的总体质量保持平衡。

1.3.2一段吸收工段物料衡算

下图是由AspenPlus软件模拟得出的二段吸收工段物料衡算图：

图1.2一段吸收工段物料衡算图

表1.2一段吸收工段物料衡算表

由表1.2可知进、出物料的总体质量保持平衡。

1.3.3二段吸收工段物料衡算

下图是由AspenPlus软件模拟得出的二段吸收工段物料衡算图：

图1.3二段吸收工段物料衡算图

表1.3二段吸收工段物料衡算表

由表1.3可知进、出物料的总体质量保持平衡。

1.3.4换热工段物料衡算

下图是由AspenPlus软件模拟得出的换热工段物料衡算图：

图1.4换热工段物料衡算图

表1.4换热工段物料衡算表

由表1.4可知进、出物料的总体质量保持平衡。

1.3.5浓缩结晶工段物料衡算

下图是由AspenPlus软件模拟得出的浓缩结晶工段物料衡算图：

图1.5浓缩结晶工段物料衡算图

表1.5浓缩结晶工段物料衡算表

由表1.5可知进、出物料的总体质量保持平衡。

1.3.6固液分离工段物料衡算

下图是由AspenPlus软件模拟得出的固液分离工段物料衡算图：

图1.6固液分离工段物料衡算图

表1.6固液分离工段物料衡算表

由表1.6可知进、出物料的总体质量保持平衡。

第二章能量衡算说明书

2.1能量衡算的意义

在化工生产中，有些过程需消耗巨大的能量，如蒸发、干燥、蒸馏等；而另一些过程则可释放大量能量，如燃烧、放热化学反应过程等。为了使生产保持在适宜的工艺条件下进行，必须掌握物料带入或带出体系的能量，控制能量的供给速率和放热速率。为此，需要对各生产体系进行能量衡算。能量衡算对于生产工艺条件的确定、设备的设计是不可缺少的一种化工基本计算。

化工生产的能量消耗很大，能量消耗费用是化工产品的主要成本之一。衡量化工产品能量消耗水平的指标是能耗，即制造单位质量（或单位体积）产品的能量消耗费用。能耗也是衡量化工生产技术水平的主要指标之一。而能量衡算可为提高能量的利用率，降低能耗提供主要依据