《湿法脱硫系统物料平衡计算(20170914080005)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湿法脱硫系统物料平衡计算(20170914080005)（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 M MMMM3MMMM2 湿法脱硫系统物料平衡一、计算基础数据（1） 待处理烟气烟气量： 1234496Nm3/h（wet） 、1176998 Nm3/h（dry）烟气温度： 114烟气中 SO2浓度：3600mg/Nm3烟气组成：组分分子量Vol% mg/Nm3SO264.06 0.113 3600 （6%O2）O232 7.56(dry) H2O 18.02 4.66 CO244.01 12.28(dry) N228.02 80.01(dry) 飞灰200 石灰石浓度： 96.05% 二、平衡计算（1）原烟气组成计算组分Vol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.
2、108 3226 （7.56%O2）3797 59.33 O27.208 127116 3972.38 H2O 4.66 46214 2564.59 CO211.708 283909 6452.48 N276.283 1177145 42042.89 飞灰200（dry）235 合计1638416 55091.67 平均分子量（0.108 64.06+7.208 32+4.66 18.02+11.708 44.01+76.283 2 8.02）/100=29.74 平均密度1.327kg/m3 3 （2）烟气量计算1、 （增压风机出口 GGH 出口） ：取GGH 的泄漏率为 0.5%， 则 G
3、GH 出口总烟气量为 1234496 Nm3/h （1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h 泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。温度为 70。组分Vol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2）3778 59.03 O27.208 126480 3952.52 H2O 4.66 45983 2551.78 CO211.708 282489 6420.22 N276.283 1171259 41832.68 飞灰200 234 合计1630224 54816.21 2、（氧化空气）：假设脱硫塔设计
4、脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778（1-95.7%）=163 kg/h，二氧化硫脱除量 =（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。取 O/S=4 需 空 气 量 =56.43 4/2/0.21=537.14kmol/h28.86 （ 空 气 分 子 量 ）=15499.60kg/h，约 12000Nm3/h。其中氧气量为 537.14 kmol/h 0.21=112.80 kmol/h32=3609.58kg/h 氮气量为 537.14 kmol/h 0.79=424.34 kmol/h28.02=11890.02kg/h 。氧化空气进口温度为20，进塔温
5、度为 80。3、 （GGH 出口脱硫塔出口）：烟气蒸发水量计算：1）假设烟气进塔温度为70，在塔内得到充分换热，出口温度为40。由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.，Cp（40）=0.2520 kcal/kg.。Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528 kcal/kg.氧化空气进口温度为80，其比热约为0.2452 kcal/kg.， Cp（40 ）4 =0.2430kcal/kg.。Cp空气=（0.2452+0.2430）/2=0.2441 kcal/kg.Cp 水（2040）=1.0kcal/kg.r水（20）=586kcal/
6、kgr水（40）=575kcal/kg烟气蒸发水量 =0.2528 （70-40） 1630224+0.2441 15491.12 （80-40） /1.0（40-20）+（586+575）/2=20841kg/h=1156.55kmol/h 水蒸汽含量 =（2551.78+1156.55 ）/（54816.21+1156.55 ）=6.63% 40水蒸汽饱和蒸汽压 =0.00737MPa。烟气总压 102000Pa 。40烟气饱和水蒸汽含量 =0.00737/0.102=7.23%根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和小于40烟气饱和水蒸汽含量。因此，实际出口温度小于40。2
7、）假设出口温度为35烟气蒸发水量 =0.2528 （70-35） 1630224+0.2441 15491.12（80-35） /1.0（40-20）+（586+575）/2=24296.6kg/h=1348.31kmol/h 水蒸汽含量 =（2551.78+1348.31 ）/（54816.21+1348.31 ）=6.94% 35水蒸汽饱和蒸汽压 =0.00562MPa。35烟气饱和水蒸汽含量 =0.00562/0.102=5.51%根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和大于35烟气饱和水蒸汽含量。因 此 ， 实 际 出 口 温 度 大 于35 ， 取38.5 ， 则 烟
8、气 蒸 发 水 量 为1213.82kmol/h 18.02=21873kg/h ， 其 水 蒸 汽 含 量 = （ 2551.78+1213.82 ） /（54816.21+1213.82 ）=6.72% 38.5水蒸汽饱和蒸汽压 =0.00684MPa。38.5烟气饱和水蒸汽含量 =0.00684/0.102=6.71%根据上述计算结果可知，脱硫塔出口温度为38.5。5 3）反应产生的二氧化碳量GCO2= 44.01 56.43kmol/h=2483.48kg/h 4 ）烟气中夹带水量按烟气总质量的0.005计，夹带量 =1630224kg/h 0.005=8151.12kg/h5）脱硫塔
9、出口烟气组分组分Vol%(wet) kg/h Kmol/h SO20.004 163 2.54 O27.088 126480+3609.58 3/4=129187 4037.10 H2O 7.405 45983+21873+8151.12=76007 4217.93 CO211.638 282489+2483.48=284972 6475.18 N274.134 1171259+11890.02=1183149 42225.16 飞灰234 （1-75%）=58.5 合计1673374 56957.91 总烟气量1275857Nm3/h 4、 （脱硫塔出口 GGH 出口） ：在此过程中新增了原
10、烟气泄漏的0.5%烟气。组分Vol%(wet) kg/h Kmol/h SO20.005 163+3797 0.5%=182 2.84 O27.088 129187+127116 0.5%=129823 4056.96 H2O 7.392 76007+46214 0.5%=76238 4230.75 CO211.370 284972+283909 0.5%=286392 6507.42 N274.144 1183149+11771450.5%=1189035 42435.22 飞灰58.5+235 0.5%=59.7 合计1681730 57233.19 总烟气量1282023 5、 （ GG
11、H 出口烟囱进口）：这一过程烟气量及性质基本不变。6 （3）脱硫液及石膏的平衡CaSO4.2H 2O 分子量为： 172.17 CaSO3.1/2H 2O 分子量为： 129.15 CaCO3分子量为： 100.09 1、脱硫剂的需求量1）烟气中 SO2脱除量 =56.43kmol/h 2）需纯的石灰石量 =56.43 kmol/h 3）考虑到溶液循环过程中的损失，需加入的石灰石量为=（1+2%） 56.43 kmol/h=57.56kmol/h 4）需 96.05%的石灰石 =57.56 100.09/0.9605=5997.96kg/h 其中： CaCO3量=5997.96 0.9605=
12、5761.04kg/h 其中：杂质量 =5997.96 0.0395=236.92kg/h 5）如使用工业水制备30%含固量浆液需水量：5997.96kg/h/0.30.7=13995.24kg/h 6）如使用 2.6%含固量的脱硫反应塔塔底浆液旋流分离液制备30%含固量浆液需水量为：设 2.6%含固量旋流分离液的固体物量为X kg/h，以水平衡可列下式：X/2.6% （1-2.6%）=（X+5997.96）/30% （1-30%）X=398.40kg/h 水量=398.40/2.6% （1-2.6%）=14924.68kg/h 需 2.6%的塔底浆液旋流分离液 =398.40+14924.6
13、8=15323.08kg/h 30%浆液量 =14924.68/（1-30%）=21320.97kg/h 2、脱硫塔底固体量假设干脱硫产物中CaSO4.2H2O 与 CaSO3.1/2H2O 质量比为 0.92：0.01。其摩尔比为： (0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01 ：1 1）CaSO4.2H 2O 生成量 =56.43 172.17 69.01 (69.01+1)=9576.78kg/h 2）CaSO3.1/2H2O 生成量 =56.43 129.15 1 (69.01+1)=104.10kg/h 3）产物中未反应的CaCO3量=5761.04-56.43
14、 100.09=112.96kg/h 4）杂质量 =236.92kg/h 5）脱除下来的飞灰量 =234 75%=175.50kg/h 7 脱硫塔底固体量 =G CaSO4.2H2O+G CaSO3.1/2H2O+G CaCO3+G杂质+G飞灰=9576.78+104.10+112.96+236.92+175.50=10206.26kg/h 组分质量流量 kg/h W% CaSO4.2H 2O 9576.78 93.83 CaSO3.1/2H 2O 104.10 1.02 CaCO3112.96 1.11 杂质236.92 2.32 飞灰175.50 1.72 合计10206.26 100 3
15、、反应产物中结晶水量1）CaSO4.2H2O 中结晶水量 =9576.78/172.172 18.02=2004.69kg/h 2）CaSO3.1/2H2O 中结晶水量 =104.10/129.151/2 18.02=7.26kg/h 反应产物中结晶水量为2004.69 + 7.26 = 2011.95kg/h 4、除雾器冲洗水冲洗水喷淋密度？（一小时冲洗一次，每次5 分钟）除雾器冲洗水 = 5、脱硫反应后塔底最终排出量物料平衡以不补充新鲜水为条件。设一级旋流器入口浆液浓度为10.8%，下出口浆液浓度为50%，上出口浆液浓度为2.6%，则可算出下出口溶液量为进口量的17.3%；设二级旋流器下出
16、口浆液浓度为20%，上出口浆液浓度为1.3%；真空皮带过滤机固体损失率为0.9%，石膏含固率为 90%。设塔底浆液总流量为X kg/h，排入污水处理系统总流量为Y kg/h，则可列以下平衡方程式：Y1.3% + X 17.3% 50%=10206.26kg/h (1) (根据设定和固体物量平衡 ) 真空皮带过滤物料平衡：溢流 固体量为：17.3%X 50% 0.9%真空 过滤 机石膏含固率 90% 17.3%X kg/h （一级旋流器滤液） 含固率 50% 8 可求出石膏量为17.3%X 50% （1-0.9%）/90%=0.09525 X 溢流量为 17.3%X-0.09525X=0.07775X 根据设定及脱硫塔总物料平衡：塔体输入量：烟气量 =1630224kg/h；氧化空气量 =15499.60kg/h；石灰石浆
