烟气脱硫设计有关计算

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1、有关计算有关计算? ?物料平衡计算物料平衡计算? ?SO2SO2去除率计算去除率计算? ?液气比计算液气比计算? ?其他参数确定其他参数确定系统物料平衡计算系统物料平衡计算系统物料平衡计算系统物料平衡计算?湿法烟气脱硫(WFGD)系统物料平衡 的包括以下六个子平衡：烟气平衡、固平衡、水平衡、氯平衡、 镁平衡、热平衡。吸收塔物料总平衡Y废水废水G石膏石膏G制浆水制浆水石膏处理系统冲洗水冲洗水除雾器冲洗水除雾器冲洗水Qy2净 烟 气净 烟 气Qy1原烟气原烟气G浆液浆液吸收塔X排出浆液排出浆液P滤液返回滤液返回补充水补充水氧化风氧化风制浆系统系统物料总平衡图系统物料总平衡图1 1、烟气平衡、烟气平

2、衡? ?烟气的平衡与整个系统烟道的布置有很大的关系烟气的平衡与整个系统烟道的布置有很大的关系, , 由于钢烟道会有漏风现象的存在由于钢烟道会有漏风现象的存在, ,从而伴随着一从而伴随着一 定的温降。烟气中酸性物质的存在对系统会有腐定的温降。烟气中酸性物质的存在对系统会有腐 蚀，因此烟气温度的高低对于系统烟道的防腐设蚀，因此烟气温度的高低对于系统烟道的防腐设 计会有很大影响。如在原烟气侧，经计会有很大影响。如在原烟气侧，经GGHGGH前，温前，温 度较高度较高120120 以上，所以不设防腐设计，而在进以上，所以不设防腐设计，而在进 塔烟气管道中由于塔烟气管道中由于SO2SO2浓浓度高，温度低；

3、塔出口度高，温度低；塔出口 烟道中由于温度在系统中最低，水蒸气含量很烟道中由于温度在系统中最低，水蒸气含量很 高，还有液态水的存在，所以环境条件极恶劣，高，还有液态水的存在，所以环境条件极恶劣， 必须加强防腐设计。还有烟气中的灰尘物的浓度必须加强防腐设计。还有烟气中的灰尘物的浓度 的高低，直接影响到烟道和系统设备的磨蚀和防的高低，直接影响到烟道和系统设备的磨蚀和防 堵的设计，由于原烟气管路中烟气的粉尘含量大堵的设计，由于原烟气管路中烟气的粉尘含量大 于净烟气中的粉尘含量，考虑到磨损，其设计的于净烟气中的粉尘含量，考虑到磨损，其设计的 原烟气气体流速比净烟气的要低。原烟气气体流速比净烟气的要低。

4、1 1、烟气平衡、烟气平衡GGHQy1 Qy2Qy1Qy2烟道漏风：Vy+(l+ )Vko(干）理论空气量：式中：Vy-原烟气Nm3/kg; 漏风系数：对于钢烟道， 取0.01/10 米。VKO理论空气量Nm3/kg； Car煤所含基碳；Sar煤所含基硫；Har煤所含基氢；Oar煤所含基氧0.0889(0.375)0.2560.0333KOararararVCSHO=+1%Qy13%Qy2吸 收 塔2 2、固平衡、固平衡? ?固平衡固平衡( (浆液浆液) )是脱硫系统中的关键平衡之一，其各是脱硫系统中的关键平衡之一，其各 种组分的变化是在吸收塔中进行的种组分的变化是在吸收塔中进行的, ,它对于

5、系统的它对于系统的 稳定运行稳定运行, ,商品石膏的品质商品石膏的品质, ,系统中浆液管道的设计系统中浆液管道的设计, , 石膏旋流器石膏旋流器, ,皮带脱水机的选择等都具有决定性的皮带脱水机的选择等都具有决定性的 作用。作用。 1 1 1 1计算原理和方法计算原理和方法计算原理和方法计算原理和方法? ?计算原则计算原则: :吸收塔内的固体量必须被全部排出系统。吸收塔内的固体量必须被全部排出系统。? ?塔内固体主要有塔内固体主要有:CaCO:CaCO:CaCO:CaCO3 3，CaSOCaSO3 3 1/2H1/2H2 2O O， CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O ，惰性物质，灰及

6、少量的其它物质。惰性物质，灰及少量的其它物质。脱硫塔底固体量计算脱硫塔底固体量计算假设干脱硫产物中CaSO42H2O与CaSO31/2H2O质量比为 0.92:0.01， 其摩尔比为：(0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01:1.脱硫塔底固体中各组分流量OHCaSO224OHCaSO23213CaCO组 分质量流量kg/hW%MSO2172.1769.01(69.01+1)MSO2129.151(69.01+1)MSO2100.09(Ca/S-1)杂质MSO2100.09 Ca/S (1-A)飞灰FGD入口灰量75合计100G固体石膏处理系统固平衡石膏处理系统固平衡一

7、级旋流器真空皮带机吸 收 塔回用水箱废 水 旋 流 器)(%15)( sXtX)%(3%)5 .251 ()(%)5 .251 ( sXtX )%(50%5 .25)(%5 .25sXtX)%)(11%(50%5 .25)%(90/%)11%(50%5 .25sXtXG石膏)(02363. 0%1%50%5 .25%3%)5 .251 ()(93. 01778. 0%)5 .251 ( sXXXtXXX =+=+)(%3 . 1)(sYtY%54. 293. 002363. 0=含固率)%(54. 2)(sGtG制浆水制浆水)(1%50%5 .25)(9 . 0/%)11%(505 .252/

8、%)11%(50%5 .25%5 .25 sXtXXX )(9 . 0/2/%)11%(50%5 . 5LX石膏制浆水石膏冲洗GGYGXP+=吸收剂需求量计算吸收剂需求量计算烟气中脱除SO2量为MSO2mol/h，需纯石灰石量为MSO2mol /h。 需纯度为ACaCO3的石灰石量为： /h其中：钙硫比Ca/S=1.05 CaCO3量为： G石灰石ACaCO3kg/h 杂质量为： G石灰石(1-ACaCO3)kg/h 如使用工业水制备30%含固量浆液，则需水量：G石灰石/0.30.7 kg/h 如使用v%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，设v%含固量旋流分离液中的固体

9、物量为S kg/h，以水平衡可列 下式： S/v%(1-v%)=(S+ G石灰石)/30%(1-30%) 计算得到S kg/h，则所需的水量为： G水S/v%(1-v%)kg/h 则需v%的塔底浆液旋流分离液为： G制浆水S+G水kg/h 30%浆液量为：G浆液G水/(1-30%)kg/h323/64100CaCOSOCaCOASCaMG=石膏结晶水计算石膏结晶水计算CaSO42H2O中结晶水量为： G1= MSO2172.1769.01(69.01+1)172.17218.02kg/h CaSO31/2H2O结晶水量为： G2=MSO2129.151(69.01+1)129.150.518.

10、02kg/h 反应产物中结晶水量为： G结晶水G1+G2 石膏带走水计算石膏带走水计算G石膏带走水G石膏10固平衡计算框图固平衡计算框图吸收塔出口浆液石膏处理系统固平衡吸收剂需要量计算吸收塔底固体量计算吸收塔返回浆液P 石膏量、冲洗水石膏带走水 结晶水计算制浆水废水总量 石膏带出总水量石灰石浆液量石灰石量3 3、水平衡、水平衡? ?水平衡是水平衡是WFGDWFGD系统中的重要平衡系统中的重要平衡, ,水循环率对系统水循环率对系统 的稳定的稳定, ,石膏的品质石膏的品质, ,设备的材料的选择都有重要的设备的材料的选择都有重要的 影响。水循环率的大小对吸收塔和管路中的浆液中影响。水循环率的大小对吸

11、收塔和管路中的浆液中 的固体组分的含量会有一定的影响，特别是颗粒较的固体组分的含量会有一定的影响，特别是颗粒较 小的组分。小的组分。? ?如加大水循环率，即减小废水的排放量，则会加大如加大水循环率，即减小废水的排放量，则会加大 液体中液体中ClCl离子和硫酸根的含量，对设备管道的材质离子和硫酸根的含量，对设备管道的材质 要求高，石膏的纯度差。但是如果加大废水的排放要求高，石膏的纯度差。但是如果加大废水的排放 量，则会增加废水处理系统的建造成本及废水处理量，则会增加废水处理系统的建造成本及废水处理 的运行成本，同时耗水量增加。的运行成本，同时耗水量增加。? ?所以合理的选择所以合理的选择, ,确

12、定水平衡对于优化系统设计确定水平衡对于优化系统设计, ,降降 低成本低成本, ,及节约用水都有至关重要的作用及节约用水都有至关重要的作用。3 3、水平衡、水平衡1 1 1 1基本假定基本假定基本假定基本假定 系统中水无损失；系统中水无损失； 系统处于正常稳定运行的工况下；系统处于正常稳定运行的工况下； 进口原烟气中的水蒸气在经过塔时不参与作用。进口原烟气中的水蒸气在经过塔时不参与作用。 2 2 2 2计算原理和方法计算原理和方法计算原理和方法计算原理和方法? ?原理：进系统水原理：进系统水= =出系统水，出系统水，WFGDWFGD系统的水系统的水 平衡图见平衡图见图图。? ?进系统水进系统水:

13、 :进口原烟气所带气态水进口原烟气所带气态水, ,工艺水工艺水? ?出系统水出系统水: :出口进烟气所带水出口进烟气所带水( (气、液气、液),),石膏带石膏带 走水走水, ,石膏结晶水、废水。石膏结晶水、废水。FGD SYSTEM工艺补充水废水石膏结晶水工艺补充水废水石膏结晶水净 烟 气带走水 （气、液态）塔进口原烟气带水 （气态）净 烟 气带走水 （气、液态）塔进口原烟气带水 （气态）石膏带走水石膏带走水石膏浆液系 统滤液制浆G G烟气入口带入烟气入口带入水水+G+G工艺补充水工艺补充水+G+G返塔水量返塔水量=G=G烟气出口带出烟气出口带出水水+G+G废水废水+G+G脱硫产物最终带出结晶

14、水脱硫产物最终带出结晶水+G+G石膏浆液中返回液水石膏浆液中返回液水? ?要求的要求的工艺补充水量工艺补充水量工艺补充水量工艺补充水量：公式：公式1 1? ?工艺水主要补入点：工艺水主要补入点： 除雾器冲洗水：由除雾器设备决定。除雾器冲洗水：由除雾器设备决定。 滤布滤饼冲洗水滤布滤饼冲洗水0.5G0.5G石膏石膏 石灰石浆液制备水（见固平衡）石灰石浆液制备水（见固平衡） 吸收塔补充水（备用）吸收塔补充水（备用） 其他冲洗水（备用）其他冲洗水（备用）G G石膏结晶水石膏结晶水、G G石膏带走水石膏带走水：见固平衡：见固平衡G G烟气带走水烟气带走水：75mg/Nm75mg/Nm3 3烟气。烟气。

15、烟气带走水石膏带出水石膏结晶水GGGMYGzfw+3 3、水平衡、水平衡? ?废水量废水量Y Y的确定：公式的确定：公式2 2 根据水中氯离子浓度确定：根据水中氯离子浓度确定：CLCL水水：工艺水中氯离子含量：工艺水中氯离子含量50mg/L50mg/L CLCL煤煤：煤中氯离子含量：煤中氯离子含量0.037%0.037% CLCL石膏石膏：石膏中氯离子含量：石膏中氯离子含量100mg/L100mg/LB Bg g耗煤量耗煤量石膏石膏带出水煤水ClGlgYBgClClGw/204 4、吸收塔总物料平衡、吸收塔总物料平衡除雾器冲洗水除雾器冲洗水Qy2净 烟 气净 烟 气Qy1原烟气原烟气G浆液浆液

16、吸收塔X排出浆液排出浆液P滤液返回滤液返回补充水补充水Qyk氧化风氧化风4 4、吸收塔总物料平衡、吸收塔总物料平衡? ?公式公式3 3G G皮带冲洗水皮带冲洗水：0.5t/t0.5t/t石膏石膏G G浆液浆液：见吸收剂需求量计算：见吸收剂需求量计算G G制浆水制浆水：见吸收剂需求量计算：见吸收剂需求量计算 X X：塔底排除浆液总量塔底排除浆液总量 X(G固体+P中含固量+G制浆水中含固量)/15G G固：固：见脱硫塔底固体量计算见脱硫塔底固体量计算XQPGGGQQywyky浆液皮带冲洗水21)(+石膏制浆水石膏冲洗水GGYGXP+=?热平衡是WFGD系统物料平衡中的主要平衡 之一，它在相当程度上决定着水平衡。热平 衡中的蒸发水是系统的主要水耗。 ?由于烟气中含有腐蚀性的酸性气体