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一物料衡算.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
湖北工业大学破浪
2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛
2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛
物料衡算
物料衡算
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
一、物料衡算
1.1概述
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。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，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。
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。
1.1.1物料衡算的任务
通常物料衡算有两种情况：
（一）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）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。
1.1.2物料衡算的方法
物料衡算是研究某一个体系内进、出物料质量及组成的变化。根据质量守恒定律，对某一个体系内质量流动及变化的情况用数学式描述物料平衡关系则为物料平衡方程。其基本表达式为：
式中，F0：输入体系的物料质量；
D：离开体系的物料质量；
A：体系内积累的物料质量；
B：过程损失的物料质量。
积累量可以是正值，也可以是负值，当系统中积累量不为零时称为非稳定状态过程；积累量为零时，称为稳定状态过程。对于连续稳定的操作状态，体系内积累的物料质量A=0，上式可变为：
1.2系统物料衡算
表1-11#T101
序号
组分名称
质量流量(kg/h)
进料流股1
进料流股2
出料流股1
出料流股2
温度℃
90
32.6
44
42.7
压力kPa
102.36
111.485
102.36
102.36
气相分率
1
0
0
1
1
二氧化硫
394.238
0
0
0
2
三氧化硫
20.749
0
0
0
3
一氧化氮
328.532
0
0
0.471
4
二氧化氮
17.291
0
422.498
1669.958
5
二氧化碳
128231.085
0
2630.034
125601.051
6
氮气
510641.91
0
411.581
510230.329
7
氧气
27112.506
0
55.282
27057.223
8
硝酸
0
31505.689
27437.257
1915.048
9
硫酸
0
0
628.974
0
10
水
24899.24
237801.696
227901.955
34982.275
11
碳酸钠
0
0
0
0
12
硝酸钠
0
0
0
0
13
钠离子
0
0
0
0
14
硝酸根离子
0
0
0
0
合计
691645.551
269307.385
13178.18
23921.764
序号
组分名称
质量分率
进料流股1
进料流股2
出料流股1
出料流股2
1
二氧化硫
0.001
0
0
0
2
三氧化硫
0
0
0
0
3
一氧化氮
0
0
0
0
4
二氧化氮
0
0
0.002
0.002
5
二氧化碳
0.185
0
0.01
0.179
6
氮气
0.738
0
0.002
0.727
7
氧气
0.039
0
0
0.039
8
硝酸
0
0.117
0.106
0.003
9
硫酸
0
0
0.002
0
10
水
0.036
0.883
0.878
0.05
11
碳酸钠
0