甲醇气化水平衡计算：
计算依据：
1.物料守恒和能量守恒定律： 物料守恒：ma+mb=mc+md
能量守恒：maHa+mbHb=mcHc+mdHd 其中，Ha即焓值，可根据温度查表得到。
a,b为进入系统的物质，c,d为从系统出去的物质。 2.Q=cm△t
其中Q：热量， c：液体的比热，m：质量，△t：温差 3.与空气进行热交换过程中蒸汽冷凝液的计算
Q冷凝液P1-P2P*Q
其中Q冷凝液：冷凝液的质量流量，
P1：饱和蒸汽最初的饱和蒸汽压， P2：饱和蒸汽最终的饱和蒸汽压， P：出气系统压力， Q：饱和蒸汽最初的流量
47.41 气 化 炉 合成气去变换 变换冷凝液 30 218.35 270 65.4 39.6 洗 涤 塔 13.75 7.33 6.33 蒸汽去精馏 9 高压 闪蒸 分离罐 1 甲 醇 气 脱盐水 1.67 真闪 冷凝器 13.3 15.78 作为冲洗水和密封水进入到整个系统中 化 水 平 锁斗 冲洗水罐 锁 斗 高压 闪蒸罐 108.66 衡 除氧器 图 单位:t/h 煤浆 15.78 107.66 93.7 96 25 132.66 灰水槽 真空 闪蒸罐 沉降槽 锁斗 冲洗水 冷却器 3 真空袋式过滤机 1.088 废渣 0.97 蒸发水量 1.912 氨氮：324mg/l COD：572mg/l 悬浮物：184mg/l pH：7.6 81. 25.66 新鲜水 28 26.912 去污水处理厂 水平衡计算结果 进 工 段 水 量 (t/h) 煤浆 变换冷凝液 灰水槽补充一次水量 脱盐水 共计 外送蒸汽量 出 工 段 水 量 (t/h) 由真空带式过滤机排入污水处理厂水量 被过滤的废渣的含水量 锁斗排水量 去变换工段合成气含水量 沉降槽蒸发水量 共计 循 环 水 量 (t/h) 废 水 量 (t/h) 真闪冷凝器 锁斗冲洗水冷却器 烧嘴水冷却器 共计 锁斗排水量 由真空带式过滤机排入污水处理厂水量 被过滤的废渣的含水量 共计 脱盐水量(t/h) 一次水量（灰水槽中添加）(t/h) 外送蒸汽量(t/h) 废水中污染物浓度 mg/l 氨氮 324 COD 572 悬浮物 184 pH 7.6 13.75 30 25.66 13.3 82.71 6.33 1.912 1.088 25 47.41 0.97 82.71 698 12.9 17.4 728.3 25 1.912 1.088 28 13.3 25.66 6.33 13.75t/h 煤浆 30t/h 变换冷凝液 25.66t/h 灰水槽补充一次水量 6.33t/h 13.3t/h 脱盐水 总计： 82.71t/h 1.912t/h 真空带式过滤机排入污水处理厂水量 1.088t/h 被过滤的废渣的含水量 25t/h 锁斗排水量 47.41t/h 去变换工段合成气含水量 0.97t/h 沉降槽蒸发水量 外送蒸汽量 1.高压闪蒸系统
高闪蒸汽 c a 高压 闪蒸罐 气化炉黑水 洗涤炉黑水 b d 高闪下液 气化炉黑水a 洗涤塔黑水b 高闪出气c 高闪下液d 温度① （℃） 203.24 191.7 156.8 158.2 体积流量② （m3/h） 65.4 39.6 ─ ─ 密度③（g/cm3） 1 1 ─ ─
焓值④（KJ/kg） 866.66 815.18 2759 667.91 质量流量⑤ （t/h） 65.4 39.6 mc md 备注：①24小时平均值
②现场实测值 ③按水的密度计算
④通过温度查表计算得到 ⑤根据流量乘以体积算得到
根据物料守恒和能量守恒定律可得
ma+mb=mc+md 即65.4+39.6= mc+md ① maHa+mbHb=mcHc+mdHd
即65.4*867.02+39.6*815.15=mc*661.68+md*667.75 ② 由①和②可得： mc=9 t/h md=96 t/h 气化炉黑水a 洗涤塔黑水b 高闪出气c 高闪下液d
质量流量 （t/h） 65.4 39.6 9 96 热量 （KJ/h） 566797.71 32281242.84 24844550.96 116339.6 2.高压闪蒸分离罐系统（产蒸汽去精馏段）
蒸汽去精馏 b 高压 闪蒸 分离罐 高闪蒸汽 a d 散失的热量 c 高压闪蒸分离罐冷凝液 1）根据蒸汽冷凝液的计算方法计算冷凝液的量： 进气口 出气口 温度① （℃） 156.8 147 饱和蒸汽压② （MP） 0.569 0.439 系统压强③ （MP） 0.7
质量流量④ (t/h) 9 备注：①③24小时平均值
②根据温度查表得到
④根据高压闪蒸罐计算得到
Q冷凝液P1-P2P*Q0.569-0.4390.7*91.67t/h
则Q蒸汽=9-1.67=7.33t/h
2）根据能量守恒定律计算散失的热量 高闪蒸汽a 蒸汽去精馏b 高压闪蒸分离罐冷凝液c 散失的热量d 温度 （℃） 156.8① 147② 147② ─ 焓值③ （KJ/kg） 2759 2746.8 619.27 ─ 质量流量 （t/h） 9④ 7.33⑤ 1.67⑤ Qd 备注：①24小时平均值
②⑤现场实测值
③通过温度查表计算得到 ④通过高闪罐系统计算得到
⑤通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到
根据能量守恒定律可得
ma*Ha=mb*Hb+mc*Hc+Qd 即9*2759=7.33*2746.8+1.67*619.27+Qd Qd=3662775.1KJ
由于产生的蒸汽有一部分进入除氧器中，为1t/h，则外排的蒸汽量为7.33-1=6.33t/h。
高闪蒸汽a 蒸汽去精馏b 高压闪蒸分离罐冷凝液c 散失的热量d 外排蒸汽 3.真空闪蒸罐系统 去真闪冷凝器蒸汽 d b 高压闪蒸分离罐冷凝液 高闪下液 真空 闪蒸罐 a c 真空闪蒸罐下液 质量流量 （t/h） 9 7.33 1.67 0 6.33 热量 （KJ/h） 24831000 20134044 1034180.9 3662775.1 ─ 高闪下液a 高压闪蒸分离罐冷凝液b 真空闪蒸罐下液c 去真闪冷凝器蒸汽d 备注：①24小时平均值
②现场实测值
③通过温度查表计算得到 ④通过高压闪蒸系统计算得到 ⑤通过高压闪蒸分离罐系统得到
温度① （℃） 158.2 147② 70② 70② 焓值③ （KJ/kg） 667.91 619.27 290.03 2624.3 质量流量 （t/h） 96④ 1.67⑤ mc md 根据物料守恒和能量守恒定律可得
ma+mb=mc+md 即96+1.67= mc+md ① maHa+mbHb=mcHc+mdHd
即96*667.91+1.67*619.27=mc*290.03+md*2624.3 ② 由①和②可得： mc= 81. t/h md= 15.78 t/h
高闪下液a 高压闪蒸分离罐冷凝液b 真空闪蒸罐下液c 去真闪冷凝器蒸汽d 4.真闪冷凝器系统 质量流量 （t/h） 96 1.67 81. 15.78 热量 （KJ/h） 119360 1034180.9 23751609.1 41401931.8 真闪蒸汽中未冷凝的蒸汽 a 真闪 冷凝器 b c 循环水带走的热量
1）从真闪出气口到真闪冷凝器进气口的之间管道中会有一部分蒸汽冷凝，未冷凝的蒸汽的量计算如下： 管道进口 管道出口 温度① （℃） 70 65 饱和蒸汽压② （MP） 0.0312 0.025 系统压强③ （MP） 0.03 质量流量④ (t/h) 15.78 进气时未冷凝蒸汽的冷凝液备注：①③24小时平均值
②根据温度查表得到
④根据高压闪蒸罐计算得到
Q冷凝液P1-P2P*Q0.0312-0.0250.03*15.783.26t/h
则Q蒸汽=15.78-3.26=12.52t/h
2）根据质量守恒和能量守恒定律计算真闪冷凝器中散失的热量 未冷凝蒸汽a 进气时未冷凝蒸汽的冷凝液b 循环水带走的热量c 温度① （℃） 65 65 ─ 循环水温差 （℃） ─ ─ 10② 焓值③ （KJ/kg） 2615.5 272.14 ─ 质量流量 （t/h） 12.52④ mb ─ 备注：①24小时的平均值 ②现场实测值
③通过温度查表计算得到
④通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到
根据质量守恒和能量守恒定律可得 ma=mb 即mb=12.52 ①
maHa= mbHb + Qd 即2615.5*12.52=272.14*mb+Qd ② 通过①和②可得 mb=12.52 t/h
Qd=29336055.17KJ 根据Q= cm△T
其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度,△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为10度。
则m=Q/c△T=29336055.17/(4.2*10)= 698477.504kg=698t 因此此系统中需要的循环水量为698t/h.
真闪冷凝器的下液的量为管道中冷凝液的量与真闪冷凝器中因循环水冷却的冷凝液的量之和，即高闪出口蒸汽的量，为15.78t/h. 管道中未冷凝蒸汽 管道中冷凝蒸汽 真闪冷凝器下液 循环水带走的热量 5.锁斗冲洗水冷却器 冷却水带走的热量c 锁斗冲洗水冷却器 质量流量 （t/h） 12.52 3.26 15.78 698 锁斗冲洗水进冷却器 a b 锁斗冲洗水出冷却器
锁斗冲洗水进冷却器a 锁斗冲洗水出冷却器b 冷却水带走的热量c 温度① （℃） 62.72 58.59 — 焓值② （KJ/kg） 262.6 245.3 — 质量流量③ （t/h） 25 25 — 备注：①24小时平均值
②根据温度查表计算得到
③根据锁斗冲洗水罐的80%计算得到
根据能量守恒定律可得
maHa=mbHb+Qc 即262.6*25=245.3*25+Qc 即 Qc=432500KJ 根据Q= cm△T
其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度,△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为8度。
则m=Q/c△T=432500/(4.2*8)= 12872.02kg≈12.9t 因此此系统中需要的循环水量为12.9t/h。 锁斗冲洗水进冷却器a a 锁斗冲洗水出冷却器b 冷却水带走的热量c 质量流量 （t/h） 25 25 12.9 热量 （KJ//h） 6565000 6132500 432500 6.真空带式过滤机 (1)去污水处理厂的废水：1.912t/h（根据真空带式过滤机的冲洗水的管径计算得到） (2)被过滤的废渣的含水量：
根据实际情况每8小时产生17.4t的废渣，而废渣的含水量为50%，则每8小时产生的废水量为17.4*50%=8.7t，而每小时产生的废水量为8.7/8=1.088t/h 则从沉降槽到真空袋式过滤机的水量为1.912+1.088=3t/h 7.沉降槽系统
蒸发水量 c 真空闪蒸罐下液 沉降槽 a b 真闪冷凝器下液 d 沉降槽下液
真空闪蒸罐下液a 真闪冷凝器下液b 蒸发水量c 沉降槽下液d 温度① （℃） 70 65 63 63 焓值② （KJ/kg） 290.03 272.14 2614.05 263.71 质量流量 （t/h） 81.③ 15.78④ mc md 备注：①现场实测值
②通过温度查表计算得到
③通过真空闪蒸罐系统计算得到 ④通过真闪冷凝器计算得到
根据物料守恒可得
ma+mb=mc+md即81.+15.78=mc+md ① maHa+mbHb=mcHc+mdHd
即81.*290.03+15.78*272.14=2614.05*mc+263.71*md ② 根据①和②可得： mc=0.97 t/h md=96.7 t/h
沉降槽下液一部分去真空带式过滤机，一部分去灰水槽，通过对真空带式过滤机的计算，去真空带式过滤的水量为3t/h,则去灰水槽的水量为93.7t/h. 真空闪蒸罐下液 真闪冷凝器下液 蒸发水量 去灰水槽 去真空袋式过滤机d 8.煤浆 煤浆 体积流量① （m3/h） 27.5 密度② （g/cm3） 1.25 质量流量③ （t/h） 34.375 含水量④ （%） 40% 质量流量 （t/h） 81. 15.78 0.97 93.7 3 备注：①24小时平均值
②理论值
③质量流量=体积流量*密度
煤浆中的水量=质量流量*含水量=34.375*0.4= 13.75t/h 9.气化炉
煤浆 洗涤塔黑水 a c 气化炉 d 去合成气洗涤塔 b 去高压闪蒸罐
煤浆a 洗涤塔黑水b 去合成气洗涤塔c 去高压闪蒸罐d 备注：①通过煤浆计算得到
质量流量 （t/h） 13.75① 270② mc 65.4② ②现场实测值
根据质量守恒定律可得：
ma+mb=mc+md 即13.75+270=mc+65.4则 mc=218.35t/h 10.洗涤塔
1）变换冷凝液
塔盘上加水：20m3/h，塔盘下加水：0m3/h，支撑加水：10m3/h，共计30m3/h，即30t/h。 2）去变换工段合成气含水量
根据设计院的设计气量为10114Nm3/h，汽气比为1.4，则合成气中的水的体积含量为101144*[1.4/(1.4+1)]=59000.6Nm3/h，则含水量为：59000.6/22.4*18=47411.25kg≈47.41t 3）洗涤塔系统水平衡计算
a 合成气 d 去气化炉黑水 b 洗涤塔 变换冷凝液 e c 合成气去变换 除氧水 f 去高压闪蒸罐黑水 质量流量③ （t/h） 合成气a 218.35① 变换冷凝液b 30② 除氧水c mc 去气化炉黑水d 270③ 合成气去变换e 47.41④ 去高压闪蒸罐黑水f 39.6⑤ 备注：①通过气化炉计算得到
②根据实际情况计算得到 ③⑤现场实测值
④根据化工设计院的数据计算得到
根据质量守恒定律可得：
ma+mb+mc=md+me+mf 即218.35+30+mc=270+47.71+39.6 则mc=108.66t/h
合成气a 变换冷凝液b 除氧水c 去气化炉黑水d 合成气去变换e 去高压闪蒸罐黑水f 11.除氧器系统
灰水槽灰水 a 除氧器 质量流量③ （t/h） 218.35 30 108.66 270 47.41 39.6 b 高压闪蒸分离罐部分蒸汽 d 除氧水
质量流量 （t/h） ma 1① 108.66② 灰水槽灰水a 高压闪蒸分离罐部分蒸汽b 除氧水c 备注：①根据实际情况计算得到
②根据洗涤塔水平衡计算得到
根据质量守恒定律可得：
ma+mb=mc即ma+1=108.66则ma=107.66t/h 灰水槽灰水a 高压闪蒸分离罐部分蒸汽b 除氧水c 质量流量 （t/h） 107.66 1 108.66 12.灰水槽系统
加水量 b 灰水槽 自沉降槽溶液 a c 灰水槽下液
自沉降槽溶液a 加水量b 灰水槽下液c 质量流量 （t/h） 93.7① mb 132.66② 备注：①通过沉降槽计算得到
②灰水槽的下液包括两部分，一部分去锁斗冲洗水罐，另一部分去除氧器，锁斗冲洗水罐的水量为25t/h，去除氧器的水量为107.66 t/h，则灰水槽下液的总水量为132.66t/h。
根据物料守恒可得
ma+mb=mc，即93.7+mb=132.66,则mb=38.96t/h
由于在灰水槽中会有一部分脱盐水作为仪器冲洗水，其含量为13.3t/h，因此灰水槽中加入的一次水的量为：38.96-13.3=25.66t/h. 自沉降槽溶液 一次水量 灰水槽下液 13．烧嘴水冷却器 质量流量 （t/h） 93.7 25.66 132.66 冷却水带走的热量c 烧嘴水冷却器 烧嘴水进烧嘴冷却器 a b 烧嘴水出烧嘴冷却器 烧嘴水进烧嘴冷却器a a 烧嘴水出烧嘴冷却器b 冷却水带走的热量c 温度① （℃） 29.4 25.8 — 焓值③ （KJ/kg） 123.09 108.02 — 体积流量 （m3/h） — 38.74 — 密度 （g/cm3） — 1 — 质量流量 （t/h） 38.74 38.74 — 根据能量守恒定律可得 maHa=mbHb+Qc 即123.09*38.74=108.02*38.74+Qc 则Qc=583811.8KJ 根据Q= cm△T
其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度，△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为8度。
则m=Q/c△T=583811.8/(4.2*8)= 17375.35kg≈17.4t 因此此系统中需要的循环水量为17.4t/h
