山东无棣热电厂24MW抽凝机组锅炉含硫废气深度脱硫及资源化利用项目5-2附录二能量平衡.doc
山东无棣热电厂24MW抽凝机组含硫废气深度脱硫及资源化利用项目能量平衡书
追化工的人
山东无棣热电厂
24MW抽凝机组含硫废气深度脱硫及资源化利用项目
能量平衡书
浙江大学追化工的人团队
队员：吴益昆杜乔昆高扬杨吉祥马玉龙
指导老师：胡晓萍
目录
TOC\o1-3\h\z\u能量平衡书 1
1概述 1
2热量衡算原理 1
3热量衡算任务 2
4热量衡算 2
4.1尾气处理工段 2
4.2二氧化硫解吸工段 5
4.3环丁烯砜制备工段 12
4.4环丁砜制备工段 18
4.5亚硫酸钠制备工段 24
5总结 30
山东无棣热电厂24MW抽凝机组含硫废气深度脱硫及资源化利用项目物料平衡书
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追化工的人
能量平衡书
1概述
本项目主要通过对电厂含硫废气进行脱硫及资源化利用，联产食品级的无水亚硫酸钠和工业级的环丁砜，其中食品级亚硫酸钠年产量为1870吨,工业级环丁砜年产量为5509吨。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，。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，可以在后续设计工作中提高热量的利用率，为降低能耗提供主要依据。
2热量衡算原理
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。
3热量衡算任务
在进行废气脱硫及资源化利用装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：
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；
③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；
④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；
⑤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。
4热量衡算
4.1尾气处理工段
4.1.1塔热量衡算
（1）含硫尾气吸收塔
表4-1流股焓变计算表
Unit
In
Out
MoleFlow
KMOL/HR
10021
610.9362
558.1142
10063.81
MassFlow
KG/HR
286828
12911.54
12601.84
287138
VolumeFlow
CUM/HR
210033
10.43531
10.43914
269298
Temperature
C
55
55
54.38942
49.05608
Pressure
BAR
1.3
1.35
1.3
1
VaporFraction
1
0
0
1
LiquidFraction
0
1
1
0
SolidFraction
0
0
0
0
MolarEnthalpy
KCAL/MOL
-14.741
-75.5585
-77.7596
-14.9529
MassEnthalpy
KCAL/KG
-515.012
-3575.21
-3443.84
-524.078
EnthalpyFlow
KW
-171800
-53685.8
-50472.7
-175010
MolarEntropy
CAL/MOL-K
0.687927
-37.5999
-37.8365
1.024432
MassEntropy
CAL/GM-K
0.024034
-1.77912
-1.67571
0.035905
表4-2热量平衡计算一览
W（Gcal/hr）
Q（Gcal/hr）
Hin（kw）
Hout（kw）
Error
0
0
-225485.8
-22548