清江石化2400吨废气脱硫资源化利用项目3-物料平衡计算书.docx
清江石化2400吨/年废气脱硫资源化利用项目物料衡算计算书
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物料衡算计算书清江石化
物料衡算
计算书
清江石化2400吨/年
废水脱硫资源化
利用项目
热火勇士队
队员：卢磊邓平贺建容杨春陈盼盼
指导老师：谭志伟张丽雷郑寅张静晓史伯安
目录
TOC\o1-3\h\z\u1.总论 2
2.物料衡算原则 2
3.各项目衡算 2
3.1混合气体组成 3
3.2脱碳单元 3
3.3脱硫单元 4
3.4脱氨单元 7
1.总论
本项目工艺分为三个阶段，第一阶段使用NaHCO3与NaOH缓冲溶液吸收二氧化碳，第二阶段使用NaOH吸收硫化氢气体，第三阶段使用硫酸脱氨。整个过程的产物为碳酸氢钠、硫氢化钠、硫酸铵，未反应完的氢氧化钠和硫酸可循环利用。经处理过后的废气，可直接排放。在已确定化学生产工艺和流程后，由定性阶段转向定量阶段，通过对整个生产系统、生产车间，以及部分重要的生产单元进行物料衡算计算出主、副产品的产量，原材料的消耗定额、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理，技术上是否先进，为后阶段的设计提供数据。
2.物料衡算原则
物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系，通常满足以下关系：
（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）
当系统中有化学反应时可表示为：
（进料量之和）-（出料量之和）+（反应消耗量）-（反应生成量）=（系统累积量）
利用以上两个关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。
物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如下表所示：
表2-1
类别
物料衡算形式
无化学反应
有化学反应
总衡算式
总物料衡算式
适用
适用
总物质的量衡算式
适用
不适用
组分衡算式
组分质量衡算式
适用
不适用
组分物质的量衡算式
适用
不适用
元素原子衡算式
元素原子质量衡算式
适用
适用
元素原子物质的量衡算式
适用
适用
3.各项目衡算
从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下3个阶段：
脱碳单元
脱硫单元
脱氨单元
3.1混合气体组成
组分
kmol/h
kg/h
Nm3/h
m3/h
g/Nm3
v/v%
wt%
H2S
8.83
300.21
197.83
175
484.37
31.92
37.6
CO2
6.296
273.18
139.09
123.1
440.76
22.44
34.2
HC
0.21
8.79
4.7
--
14.18
0.76
1.1
NH3
7.102
120.74
159.04
140.8
194.8
25.66
15.12
H2O
5.314
95.73
119.14
105.4
154.45
19.22
12
合计
27.752
798.65
619.8
544.4
1288.56
100
100
3.2脱碳单元
图1脱碳单元
3.2.1焦炭过滤后
P=30KPaT=40℃
组分
kmol/h
kg/h
Nm3/h
m3/h
g/Nm3
v/v%
wt%
H2S
8.83
300.21
197.83
175
484.37
32.2
38
CO2
6.296
273.18
139.09
123
440.76
22.6
34.6
HC
--
--
--
--
--
--
--
NH3
7.102
120.74
159.04
140.8
194.8
25.9
15.3
H2O
5.314
95.73
119.14
105.4
154.45
19.4
12.1
合计
27.542
789.86
615.1
544.4
1274.4
100
100
3.2.2脱碳管式反应器后
CO2经两段管式反应器脱除后约除去50%-70%,以60%计
P=26.6KPaT=40℃
组分
kmol/h
kg/h
Nm3/h
m3/h
g/Nm3
v/v%
wt%
H2S
8.83
300.21
197.83
179.6
549
36.2
48
CO2
2.48
109.3
70.85
50.5
200
13
17.5
HC
--
--
--
--
--
--
NH3
7.102
120.74
159.04
144.5
221
29.1
19.3
H2O
5.314
95.73
119.14
108.2
175
21.8
15.3
合计
23.7
626
546.9
482.