脱硫系统设计

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1、脱硫系统设计-石灰石-石膏湿法脱硫1脱硫系统设计的初始条件在进行脱硫系统设计时，所需要的初始条件一般有以下几个：（1）处理烟气量，单位：m3/h或Nm3/h（2）进气温度，单位：C;（3）sq初始浓度，单位：mg/m3或mg/Nm3（4）Sq2排放浓度，单位：mg/m3或mg/Nm32初始条件参数的确定2.1处理风量的确定处理烟气量的大小是设计脱硫系统的关键，一般处理烟气量由业主方给出或从 除尘器尾部引风机风量大小去确定。处理风量还存在标况状态（Nm3/h）和工况 状 态（m3/h）的换算，换算采用理想气体状态方程：PV = nRT（ P、n、R均为定值）V1/T 仁 V 2/T2V1: mg

2、/Nm3 , T1： 273KV2: mg/m3 , T2： t+273K（t 为进气温度）；怀化骏泰提供的是工况烟气量是300000 m3/h,烟气温度150C，经上述公式转换得出 标况烟气量193600 Nm3/h （液气比计算用标况烟气量）2.2进气温度的确定进气温度为经过除尘后进入脱硫塔的烟气温度值，进气温度大小关系到脱硫 系统烟气量的换算和初始SO浓度换算。2.3 SO2初始浓度的确定系统选择液气比的重要依据。SO初始量计算公式如下：SO2初始浓度一般由业主方给出，并且由此计算脱硫系统中各项设备参数，也是S+O3264C so2SQ2初始量血；B-Sar燃料的含S率，%so2=2x

3、Bx Sar/100 Xn /loo x 10 9锅炉BMCR负荷时的燃煤量，t/h ;n so2-煤中S变成SQ的转化率，一般取085 ;怀化骏泰提供的是4000 mg/Nm32.4 SO2排放浓度的确定般根据所在地区环保标准确定。二氧化硫排放限值与烧煤、油、气有关,与新建或改造锅炉有关，与地区有关，设计之前需要查看当地环保排放标准。1泻册顷目迤用剽牛限彳固mg伽3)污咖排肢=aP30二甄伽100200(1)现有摇炉200JOO(1)(以 NO2i+)100200(2)汞及其化合牝0 03汪：门笠于广西社族目沼国、血五西川曾和环背的火力发电磅炉执蜘限俺*疏甲W型丈眉炉建的次 力笈电描炉，现利

4、衡璐忝5火力笈电镐炉，LKS200雄12月31吕前建电投产或通过#2顼目环境环)8吾书 寺批的火力发电岳炉执行该限血按照国家标准，污染物排放浓度需按公式折算为基准氧含量排放浓度，所以实测 的排放浓度还需要经过折算，燃煤锅炉按基准含氧量Q=6%进行折算，c = c x (21 - O2)/ (21 - O2)式中c -大气污染物基准氧含量排放浓度，mg/m3;c实测的大气污染物排放浓度，mg/m3; 38 mg/m3O-实测的含氧量; 15%O -基准含氧量,; 6%计算：SO2浓度(6%O2)=38X (21-6)/(21-15)=95mg/m3,结果也是与在线监测值相 符 根据在线监测电脑上

5、显示实测的大气污染物排放浓度，实测的含氧量，我们可以自 己计算出折算值当然电脑上也给我们自动折算并且给出了折算值，但是这个值怎么 来的，我们需要知道，怀化骏泰的排放浓度是100mg/ m3，折算值,不是实测值， 3脱硫系统的设计计算3.1参数定义(1)液气比(L/G):即单位时间内浆液喷淋量和单位时间内流经吸收塔的烟气量之比.单位为L/m3;液气比单位时间内浆液喷淋量（L/h）单位时间内吸收塔入口的湿烟气体积流量（m3/h）石灰石法液气比范围在8l/m3-25l/m3之间，一般认为12.2就可以了（液气比超过某个值后，脱硫效率的提高非常缓慢，而且提高液气比将使浆液循环泵的流量增大，增 加循环泵

6、的设备费用，塔釜的体积增大增大脱硫塔制造成本，同时还会提高吸收塔 的压降，加大增压风机的功率及设备费用）图2不同浆液应1值和L/G比条件下伦去除半的丈验测最值（线）与模型计算值（点）的对比图通过液气比可以计算出循环浆液量Q 循 二 12.2 x 193600 / 1000 = 2362 m3/h（2）钙硫比（Ca/S）:理论上脱除1mol的S需要1mol的Ca，但在实际反应设备中， 反应条件并不处于理想状态，一般需要增加脱硫剂的量来保证一定的脱硫效率，因此 引入了 Ca/S的概念。用来表示达到一定脱硫效率时所需要钙基吸收剂的过量程度， 也说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的有效利用率。Ca/S-钙硫比

7、，取值1.034,2.4趣硫装宜的主要技术指幅应负荷表1的菱求：Si置主要枝术抬标序号脱硫效率脱磕方法液气划肋钙（9）更比输环裁pH值521025.0-S.0（3）脱硫效率：单位时间内烟气脱硫系统脱除SO的量与进入脱硫系统时烟气 中的SQ量之比。脱硫效率果砰100%C23.2脱硫系统的组成及主要设备选型3.2.1 SO2吸收系统（1）脱硫塔的设计计算脱硫塔分为循环氧化区和喷淋除雾区两部分。a.喷淋除雾区直径设计：首先设定喷淋区烟气流速V，则喷淋区直径D1土D1 23600 v 3.14Q-吸收区的烟气流量，m3/h;假定此时吸收区平均温度 100C , Q = 300000*(273+100)

8、/(273+150) = 265000 m3/hv-喷淋区烟气流速,m/s, 一般设定为3-4.5m/sD13.5= 2 * V (265000/3600/3.5/3.14) =4.6mD13= 2 * V (265000/3600/3/3.14) = 5.6m怀化骏泰项目取值D1 = 5.4m，反算出流速v1 = 265000/3600/3.14/(5.4/2)=3.2 m/sb.喷淋除雾区高度设计：喷淋除雾区总高度 H1=h1 + ( n-1 ) x h2+h3+h4+h5+h6+h7 mmhl:喷淋塔吸收区高度的计算，第一层喷淋层中心到脱硫塔进气口顶面距离含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此

9、过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均 到吸收区高度内的塔内容积中，即为吸收塔的平均容积负荷平均容积吸收 率，以表示。首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位 体积内的二氧化硫吸收量Ko其中C为标准状态下进口烟气的质量浓度kg/m3，怀化骏泰取值 4OOOmg/m3=4*10 kg/m3为给定的二氧化硫吸收率， ；取值为95%h为吸收塔内吸收区高度，m,求值K。为常数，其数值取决于烟气流速u(m和操作温度(C)；&=3600uX 273/(273+t) , u上面已经计算出3.2m/s,操作温度取平均 值(100+50)/2=75 C .根据已经有的经验，容积吸收率范围

10、在5.5-6.5 Kg/ (nt s)之间，取=5.5 kg/ (m - s)h = K0C= 3600*3.2 X273/(273+75) *4*10 -3*0.95/5.5 = 6.3m怀化骏泰最终取值7m图吸收区高度和脱硫效率的关系Fig. 3 Relationship between tow ei height and SO2 efficiencyh2:每一层喷淋层的中心高度，最小为1700mm n-喷淋层数量；怀化骏泰取值2000mm淄博联昱取值1800mmh3:最上层喷淋层中心到除雾器第一层冲洗层中心高度， 一般为2500-3000mm怀化骏泰取值2900mmh4:除雾器第一层冲洗

11、层到最上层除雾板顶面高度，由除雾器厂家确定。怀化骏泰的除雾器高度是2400mmh5:除雾器最上层除雾板顶面到喷淋除雾区直筒段顶端高度，一般为1500mm怀化骏泰取值1500mmh6:喷淋除雾区收口段高度，一般为1000mm怀化骏泰取值1000mmh7:脱硫塔出口烟道衔接直筒段高度，直筒段直径D3=D4+0.2m（D4兑硫出气口直径）;怀化骏泰为直排烟囱C.吸收塔浆池尺寸首先前面根据液气比计算出浆液循环量Q 循=12.2 * 193600 / 1000 = 2362 m3/h选型2台，单台1200m3/h,这也是为什么怀化骏泰运行2台循环泵时即能满足脱硫 要求。实际上怀化骏泰是3台1200m3/

12、h循环泵，这是考虑到烟气中的SO2浓度可能增加或者随运行时间延长，脱硫效率降低等因素，假设3台循环泵正常开启，可以反算出液气比值 二3*1200*1000/193600 = 18.6 L/m3、吸收塔浆池尺寸可通过以下工艺设计参数确定：1）石膏颗粒（晶种）生长的停留时间湿法脱硫系统中，亚硫酸钙、硫酸钙的析出是在循环浆液的固体颗粒（晶种）表面上进行的，为了晶体的生长和结晶，循环浆池里的石膏颗粒必须有足够的停 留时间，反应时间也必须足够长。停留时间的计算公式为：RT =（V x p x SC）/TSP其中:RT一停留时间（min）; TSP 一石膏成品产量（干基）（kg/min）;V 一浆池体 积

13、（m3）; p -浆液密度（kg/m3）;SC 一浆液含固量（）.如生产的石膏要在水泥或石膏行业使用，FGD的石膏成品含水量必须10%石 膏必须结晶成平均直径为35-50Um的立方晶体，停留时间就必须15h;对于抛弃系 统，由于石膏成品要被抛弃，石膏成品含水量可15%此时系统停留时间可缩小到10 小时左右。怀化骏泰RT取值15*60min理论完全石膏生成量=193600*4000*172/64/1000000 = 2081.2 kg/hTSF一石膏成品产量（干基）（kg/min） = 2081.2/60 = 34.7kg/minP -浆液密度（kg/m3）取值1120 kg/m3;SC一浆液含

14、固量（%）取值17%.可以算出 V 二 RT * TSP / （ p x SC） = 15*60 * 34.7 心 120*17%） = 164 m32）石灰石溶解的停留时间如要求吸收塔内的石灰石充分溶解，则石灰石在循环浆池内必须有足够长的停留时间。一般来说，石灰石的停留时间须大于4.3min。石灰石溶解的停 留时 间按下式计算：T = V / (N x RF)其中：T一停留时间（min） ； V一浆池体积（m3; N一循环泵数；RF一单台循环泵 流量（m3/h）。按 2 台循环泵计算 V 二 4.3*2*1200/60 = 172m3164m3 172m3 V前面已经确定吸收区直径5.4m,塔釜直径略大于吸收区直径取值6m,V = n （D/2） 2h; 6.1h2, 循环液液面高度必须大于6.1m;取值7m反算出循环液体积V二198m3h8:循环氧化区有效高度（即循环液液面）到脱硫塔进气口底面距离，一般为0.5m-1m最终塔釜高度取值7.5m,直径6mh9:脱硫塔进气口底面到进气口顶面距离。（2）浆液循环泵（卧式单吸离心泵）选型前面我们根据液气比得出循环泵流量，2台1200 m3/h;实际选型3台1200m3/h单台循环泵扬程估算值H泵二日喷淋层+ H喷嘴（m） - H液位H喷淋层：每一层喷淋层的总高度；分别为17m,19m,21mH喷嘴：每一层喷淋