北仑发电厂年处理96亿立方米烟气深度脱硫脱硝项目附录二能量衡算.docx
北仑发电厂年处理96亿立方米烟气深度脱硫脱硝项目
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湖北工业大学破浪
北仑发电厂年处理96亿立方米烟气深度脱硫脱硝项目
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2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛
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能量衡算北仑发电厂年处理96亿立方米烟气深度脱硫脱硝项目
能量衡算
北仑发电厂年处理96亿立方米烟气深度脱硫脱硝项目
湖北工业大学破浪团队
团队成员：杜军董燕顾倩蔡显鹏费安杰
指导老师：闵捷张运华胡兵熊剑谢洋
2017年7月
TOC\o1-3\h\z\u目录
一、能量衡算 -2-
1.1能量衡算原则 -2-
1.2能量衡算任务 -2-
二、系统能量衡算结果 -4-
2.1全流程能量衡算 -4-
一、能量衡算
1.1能量衡算原则
能量衡算以能量守恒定律为理论依据，研究系统内能量的变化，对于任一体系，能量衡算关系式均可以表示为：
系统积累的能量＝输入系统的能量－输出系统的能量
对于连续系统：
其中，Q——设备的热负荷；
W——输入系统的机械能；
ΣHout——离开设备的各物料焓之和；
ΣHin——进入设备的各物料焓之和。
在进行全厂能量衡算时，以单元设备为基本单位，考虑机械能转换、化学反应释放能量和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺流程进行能量平衡计算，进而用于指导节能降耗设计工作。
1.2能量衡算任务
在进行操作单元能量衡算中，主要通过定量计算完成以下基本任务：
（1）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；
（2）确定精馏各单元操作中所需的热量和冷量以及传递速率，确定加热剂
和冷却剂的用量，指导换热网络和公用工程的设计；
（3）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；
（4）最终计算出总需求能量及费用，判定工艺过程的经济可行性。
二、系统能量衡算结果
2.1全流程能量衡算
表2-1全流程流股焓变计算表
IN
OUT
Stream
1
HNO3
H2O
NA2CO3
15
29
30
36
33
TemperatureC
90
25
25
25
35
30
30
85
45
Pressurebar
1.01
1
1
1
1
1
1
1.1
1
VaporFrac
1
0
0
0
0
0
0
1
0
MoleFlowkmol/hr
23389.282
34.192
13200
23.1
35.79
28.902
43.606
24272.306
12267.166
MassFlowkg/hr
691645.551
2154.536
237801.696
2448.34
1157.689
646.508
3706.244
706043.98
222496.656
VolumeFlowcum/hr
698844.594
1.452
1238.477
5.608
0.884
0.594
1.639
656541.689
228.11
EnthalpyGcal/hr
-342.818
-1.422
-901.132
-0.161
-3.248
-1.895
-4.838
-395.553
-834.053
ΣHGcal/hr
-1245.533
-1239.587
表2-2全流程设备负荷计算表
HeatDutyGcal/hr
HeatDutyGcal/hr
HeatDutyGcal/hr
WorkGcal/hr
T-101
Condenser
0
SEP-303
2.60E-13
Q=5Gcal/hr
P101
0Reboiler
0
SEP-301
-1.70E-13
P102
1.17E-05
T-301
Condenser
0
SEP-302
8.01E-16
P103
0Reboiler
0
E101
-0.8177429
P301
0SEP-201
Condenser
E201
147.334075
P302
0Reboiler
-3.8301651
E202
-0.0391345
P303
0SEP-202
Condenser
E203
-1.3029466
P304
0.0001914
Reboiler
-9.68E-15
E204
-138.64