濕法鈣基煙氣脫硫工藝流程中吸收塔大氣課程設(shè)計(jì)

1、附件：一號(hào)圖紙兩張學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)題題 目目濕法鈣基煙氣脫硫工藝流程中吸收塔的設(shè)計(jì)學(xué)學(xué) 院院專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè)班班 級(jí)級(jí)學(xué)生姓名學(xué)生姓名指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師2013年06 月25日2目錄一、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書(shū) B.11.1、設(shè)計(jì)任務(wù)與目的 .11.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 .11.3、設(shè)計(jì)成果.21.4 主要參考資料.3二、濕法鈣基煙氣脫硫工藝 .32.1、方法原理 .32.2、工藝流程簡(jiǎn)介 .42.3、石灰石石膏濕法煙氣脫硫裝置設(shè)備.5三、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算.73.1、基礎(chǔ)資料處理 .73.2、煙氣量計(jì)算 .83.3、吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算 .93.4、配套設(shè)備選型 .123.5、主要

2、設(shè)計(jì)參數(shù)表 .15四、總平面圖設(shè)計(jì).164.1、一般規(guī)定.164.2、總平面布置 .164.3、交通運(yùn)輸.174.4、管線(xiàn)布置.17五、附錄.175.1、工業(yè)設(shè)計(jì)主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范.175.2、附圖.18六、參考文獻(xiàn).181一、大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書(shū) B1.1、設(shè)計(jì)任務(wù)與目的任務(wù)：完成某電廠(chǎng)濕法鈣基煙氣脫硫工藝流程中吸收塔的設(shè)計(jì)。目的：通過(guò)該設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用課堂上學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。以鞏固和深化課程內(nèi)容；熟悉使用規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)和查閱參考資料，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和獨(dú)立工作的能力；進(jìn)一步提高學(xué)生計(jì)算、繪圖和編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的基本技能。1.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟某電廠(chǎng)地處東

3、南季風(fēng)區(qū)，四季分明，溫暖濕潤(rùn)，春季溫暖雨連綿，夏季炎熱雨量大，秋季涼爽干燥，冬季低溫，少雨雪。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)多年氣象資料統(tǒng)計(jì)，其特征值如下：累年平均氣壓： 1011.0hPa累年最高氣壓： 1038.9hPa累年最低氣壓： 986.6hPa累年平均氣溫： 17.6極端最高氣溫： 40.9極端最低氣溫： -9.9廠(chǎng)址處全年北(N)風(fēng)出現(xiàn)頻率為 20.0%，西北 (NW)風(fēng) 出現(xiàn)頻率為 14.7%，西(W)風(fēng)出現(xiàn)頻率 13.1%，南(S)風(fēng)出現(xiàn)頻率 6.0%，東北(WE)風(fēng)出現(xiàn)頻率 9.6%，東(E)風(fēng)出現(xiàn)頻率 8.3%，東南(SE)風(fēng)出現(xiàn)頻率 8.0%，西南(SW)風(fēng)出現(xiàn)頻率7.2%，靜風(fēng)出現(xiàn)頻

4、率為 13.1%。電廠(chǎng)有 4 臺(tái) 70 MW 的發(fā)電機(jī)組，占地面積 28000m2。電廠(chǎng)所用煤的組成成分：C 72.4%；灰分 10.5%；S 3.5%；H 2.5%；水分 8.1%；O 2.4%，每小時(shí)煤的用量 95t，采用石灰石石膏脫硫工藝流程，脫硫率要求為 90-95%。1. 根據(jù)上述資料，確定煙氣量(鍋爐燃燒的過(guò)?？諝庀禂?shù)取a=1.05-1.25,鍋爐每小時(shí)用煤 90t)、煙氣中 SO2濃度和每天石灰石（其純度為 90%）的消耗量（設(shè)系統(tǒng)鈣硫比為 1.1-1.3 時(shí)，脫硫率達(dá)到 90-95%） ；(過(guò)?？諝庀禂?shù)系數(shù)、過(guò)?？諝庀禂?shù)系數(shù)、鈣硫比和脫硫率在給的范圍內(nèi)自定，不能雷同鈣硫比和脫硫

5、率在給的范圍內(nèi)自定，不能雷同)2. 計(jì)算和設(shè)計(jì)各處理構(gòu)筑物。2（1）吸收噴淋塔 確定吸收塔的大小，塔內(nèi)氣流速度以及停留時(shí)間； 根據(jù)煙氣量確定循環(huán)漿液噴淋層數(shù)，除霧器層數(shù)（不超過(guò) 4 層） ； 繪制 1：501：200 的吸收塔，標(biāo)上各部分尺寸； 要有詳細(xì)的技術(shù)和說(shuō)明（2）總平面圖設(shè)計(jì)根據(jù)前述條件，繪制濕法煙氣脫硫電廠(chǎng)的平面布置圖(1：2001：2000)：包括處理構(gòu)筑物的平面布置及輸配水管線(xiàn)的布置。生產(chǎn)性輔助建筑物（鼓風(fēng)機(jī)房、漿液泵房、配電間、鍋爐房、機(jī)修間、化驗(yàn)室、倉(cāng)庫(kù)等） ，環(huán)保設(shè)施（脫硫設(shè)備、污水處理廠(chǎng)及灰場(chǎng)等） 、以及生活福利建筑（辦公室、車(chē)庫(kù)、宿舍、食堂、傳達(dá)室等）的布置。具體要求：

6、 平面布置應(yīng)盡量緊湊，在規(guī)定的范圍內(nèi)結(jié)合遠(yuǎn)期發(fā)展布置，并應(yīng)考慮施工上的方便。平面布置中應(yīng)考慮事故排除和超越管。廠(chǎng)內(nèi)應(yīng)有道路通向各構(gòu)筑物，以便運(yùn)輸；合理布置上、下水管、空氣管、蒸氣管、電纜等管線(xiàn)。廠(chǎng)內(nèi)應(yīng)充分綠化，以改善衛(wèi)生條件和美化環(huán)境。4 臺(tái)發(fā)電機(jī)組以及與其配套的實(shí)施在圖中均要繪出。1.3、設(shè)計(jì)成果1. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求（1）整理后的說(shuō)明書(shū)應(yīng)編有章節(jié)目錄，設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源，原始資料和設(shè)計(jì)要求放在最前，分組表隨其后，各人在分組表中劃定自己的設(shè)計(jì)條件。（2）處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)按流程的先后次序分章節(jié)編寫(xiě)。（3）對(duì)所采用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（反映了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)原則）應(yīng)做必要的說(shuō)明。（4）說(shuō)明書(shū)要求 A

7、4 開(kāi)紙，用鋼筆書(shū)寫(xiě)或打印（正文宋體、小四號(hào)字，1.5行距） ，草圖要求按比例.3（5）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)各構(gòu)筑物的計(jì)算過(guò)程、主要設(shè)備（如吸收塔、等）的選取等；2. 圖紙要求總平面圖比例 1：2001：2000，并附有圖例，建筑物名稱(chēng)及必要的說(shuō)明。吸收塔按已有說(shuō)明給出。1.4 主要參考資料1 郝吉明, 馬廣大. 大氣污染控制工程. 2 吳忠標(biāo). 大氣污染控制工程. 3 魏先勛 等. 環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(修訂版). 4 劉天齊. 三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)(廢氣卷). 二、濕法鈣基煙氣脫硫工藝 石灰石-石膏濕法是采用石灰的漿液吸收煙氣中的 SO ，屬于濕式洗滌法，2該法的副產(chǎn)物是石膏。該方法開(kāi)發(fā)較早，工藝成熟，

8、吸收劑廉價(jià)易得，因而應(yīng)用廣泛。2.1、方法原理 該方法是用石灰漿液吸收煙氣中的 SO ，首先生成亞硫酸鈣，然后亞硫酸2鈣在被氧化為硫酸鈣。石灰石：CaCO +SO +0.5H O= CaCO 0.5H O+CO 322322石灰：CaO+ SO +0.5H O= CaCO 0.5H O2232石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的反應(yīng)機(jī)理，氣相中 SO 首先溶解于水，并在水2中發(fā)生解離反應(yīng)。（1） 溶解反應(yīng)：SO2 （氣）+H2OSO2 （液）+H2OSO2 （液）+H2O H2SO3 H2SO3+2+ SO32-+-3+4（2） 對(duì)于石灰系統(tǒng)，CaO 首先進(jìn)行水合反應(yīng)生成 Ca(OH) ,然后生成的2C

9、a(OH) 發(fā)生解離：CaO+H2OCa(OH)22 Ca(OH) Ca2+ +20H2（3）解離出來(lái)的 0H 和 H2SO3 解離產(chǎn)生的，可使 SO 的溶解和 Ca(OH)+2的解離不斷進(jìn)行。由解離反應(yīng)產(chǎn)生的 Ca2+ 與溶液中的 SO32-和結(jié)合生成2-3CaSO :3 Ca+SO+0.5 H2OCaSO 0.5H O22332Ca+HSO +2H2OCaSO 2H O+H2332（4）中和反應(yīng)：H +0H H2O一般在脫硫塔底部設(shè)漿液循環(huán)池，并通入空氣將生成的亞硫酸鈣氧化為硫化鈣：2 CaSO 0.5H O +0 +3 H2O2 CaSO 2H O322422.2、工藝流程簡(jiǎn)介煙氣通過(guò)增

10、壓風(fēng)機(jī)升壓，煙氣換熱器（GGH）降溫后，進(jìn)入吸收塔，在吸收塔內(nèi)與霧狀石灰石漿液逆流接觸，將煙氣脫硫凈化，經(jīng)除霧器除去水霧后，又經(jīng) GGH 升溫至大于 75，再進(jìn)入凈煙道經(jīng)煙囪排放。脫硫劑石灰石粉破碎磨細(xì)成粉狀，通過(guò)制漿系統(tǒng)制成石灰石漿液，運(yùn)行時(shí)根據(jù) FGD 處理的煙氣量和 SO2的濃度，由循環(huán)泵不斷地把新鮮漿液補(bǔ)充到吸收塔內(nèi)。當(dāng)塔內(nèi)石膏漿液達(dá)到一定濃度后由外排泵排出，經(jīng)一級(jí)旋流、二級(jí)真空皮帶脫水后，得到含水率低于10%的石膏，裝車(chē)外運(yùn)。石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝流程圖如圖所示。52.3、石灰石石膏濕法煙氣脫硫裝置設(shè)備典型的石灰石濕法脫硫系統(tǒng)從功能上可以分為煙氣系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、吸收塔系

11、統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、公用系統(tǒng)和事故漿液排放系統(tǒng)。.煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)通常包括一臺(tái)單獨(dú)的增壓風(fēng)機(jī)、一臺(tái)氣氣換熱器和電廠(chǎng)現(xiàn)有煙囪。在增壓風(fēng)機(jī)上游和氣氣換熱器再熱側(cè)系統(tǒng)出口下游都設(shè)有雙百葉窗隔離擋板。在現(xiàn)有旁路煙道上亦安裝有兩個(gè)雙百葉窗旁路擋板，這些擋板的開(kāi)度可以隨煙氣流量的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。每個(gè)煙氣擋板可以配置兩臺(tái)密封風(fēng)機(jī)，以防止煙氣泄漏。GGH 利用未脫硫的熱煙氣（一般 130150）加熱已脫硫的潔凈煙氣（一般 4655） ，一般加熱到 80左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。在煙氣離開(kāi)吸收塔前，會(huì)通過(guò)一個(gè)兩級(jí)除霧器，以除去煙囪中攜帶的細(xì)小液滴。沉淀在

12、除霧器上的顆粒不利于煙氣流經(jīng)吸收塔，會(huì)影響塔內(nèi)壓降和煙氣流向分布。為了防止固體顆粒積聚在除霧器上，需定期對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。除霧器設(shè)有沖洗水系統(tǒng)，工藝水從噴嘴噴出沖洗除霧器。.石灰石漿液制備系統(tǒng)石灰石料應(yīng)密切關(guān)注其水分含量，進(jìn)入石灰石粉制備系統(tǒng)，磨粉機(jī)的入磨6物料的表面水分一般小于 1%，否則就會(huì)嚴(yán)重惡化操作，甚至造成糊磨、堵塞。同時(shí)應(yīng)注意氯化物、氟化物和煤灰等雜質(zhì)不要混入石灰石料中，以免影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行和脫硫石膏的品質(zhì)。石灰石漿液制備時(shí)，成品分經(jīng)倉(cāng)底的兩套葉輪給料機(jī)輸送到石灰石漿液池，工業(yè)水通過(guò)水泵和調(diào)節(jié)閥門(mén)注入石灰石漿液池，調(diào)節(jié)石灰石漿液的密度至1230kg/m3（含固量 30%） 。

13、在石灰石漿液泵的出口管道設(shè)有密度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從而保證 30%的石灰石漿液的制備和供應(yīng)。配置合格的石灰石漿液通過(guò)石灰石漿液泵輸送到吸收塔下部漿液槽，根據(jù)煙氣負(fù)荷、脫硫塔煙氣入口的 SO2 濃度和 PH 值來(lái)控制噴入吸收塔的漿液量，剩余部分返回漿液池。為了防止結(jié)塊和堵塞，要使?jié){液不斷流動(dòng)循環(huán)。.吸收塔系統(tǒng)吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求有持液量大、氣液相間的相對(duì)速度高、氣液接觸面積大、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力降小等特點(diǎn)。目前較常用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、噴射鼓泡塔和液柱塔四類(lèi)。其中噴淋塔是濕法脫硫工藝的主流塔型。進(jìn)入吸收塔的熱煙氣經(jīng)過(guò)逆向噴淋漿液的冷卻、洗滌，煙氣中的 SO2 與漿液進(jìn)行吸收反應(yīng)生成

14、亞硫酸氫根（HSO3-） 。HSO3-被鼓入的空氣氧化為硫酸根（SO42-） ，SO42-與漿液中的鈣離子（Ca2+）反應(yīng)生成硫酸鈣（CaSO4） ，CaSO4進(jìn)一步結(jié)晶為石膏（CaSO42 H2O） 。同時(shí)煙氣中的 Cl、F 和灰塵等大多數(shù)雜質(zhì)也在吸收塔中被去除。含有石膏、灰塵和雜質(zhì)的吸收劑漿液的一部分被排入石膏脫水系統(tǒng)。吸收塔中裝有水沖洗系統(tǒng)，將定期進(jìn)行沖洗，以防止霧滴中的石膏、灰塵和其他物質(zhì)堵塞元件。.石膏脫水系統(tǒng)在吸收塔漿液槽中石膏不斷產(chǎn)生，為了使?jié){液密度保持在設(shè)定的運(yùn)行范圍內(nèi)，將石膏漿液（15%20%固體含量）通過(guò)石膏漿液泵打入脫水站。該站包括一個(gè)水力旋流器及漿液分配器，在這里將石膏

15、漿液中的水予以脫除，使底流石膏固體含量達(dá)到 50%。在水力旋流器中，石膏漿液流進(jìn)一個(gè)圓柱箱中，并由此流到敞開(kāi)的各個(gè)旋流子中，在此處根據(jù)入口壓力的大小，可將石膏輸送至旋流器的底流，將濾液送入石膏水力旋流器上部的溢流箱內(nèi)。底流的石膏被送至真空7皮帶過(guò)濾機(jī)進(jìn)一步脫水至含水小于 10%。溢流含 3%5%的細(xì)小固體微粒在重力作用下流入濾液箱，最終返回到吸收塔。旋流器的溢流被輸送到廢水旋流站進(jìn)一步分離處理。.廢水處理系統(tǒng)在濕式石灰石石膏 FGD 工藝中，由于煙氣中氯化物的溶解提高了脫硫吸收液中氯離子的濃度，不可避免地要產(chǎn)生一定量廢水。氯離子濃度的增高會(huì)引起脫硫率的下降和 CaSO4結(jié)垢傾向的增大，并對(duì)副產(chǎn)

16、品石膏的品質(zhì)產(chǎn)生影響。FGD 裝置的廢水主要來(lái)自石膏脫水系統(tǒng)的旋流器溢流液、真空皮帶機(jī)的濾液或沖洗水。廢水處理的工藝大致分為中和、脫重金屬、絮凝、濃縮、澄清、污泥處理幾部分。中和是采用 Ca(OH)2作為中和劑加入脫硫廢水中，一方面可以中和水的酸性，另外還可以脫除 F-，并使部分重金屬沉淀下來(lái)。接下來(lái)向廢液中加入有機(jī)硫化物，進(jìn)一步脫除重金屬離子。絮凝的作用是通過(guò)添加絮凝劑去除上工段中過(guò)剩的硫化物，加速?gòu)U水中懸浮物的沉降。絮凝后的廢水進(jìn)入澄清池時(shí)進(jìn)行濃縮分離。濃縮后的污泥一部分經(jīng)脫水后拋棄，一部分返回中和池或絮凝池，以提高絮凝池的固體含量，加速絮凝過(guò)程。澄清池的溢流則進(jìn)入后處理水箱，用稀鹽酸調(diào)節(jié)

17、 PH 后排放。.公用系統(tǒng)公用系統(tǒng)由工藝水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，為脫硫系統(tǒng)提供各類(lèi)用水和控制用氣。FGD 的工藝水一般來(lái)自電廠(chǎng)循環(huán)水，并輸送至工藝水箱中。工藝水由工藝水泵從工藝水箱輸送到各用水點(diǎn)。FGD 裝置運(yùn)行時(shí)，由于煙氣攜帶、廢水排放和石膏攜帶水而造成水損失。工藝水由除霧器沖洗水泵輸送到除霧器，沖洗除霧器，同時(shí)為吸收塔提供補(bǔ)充用水，以維持吸收塔內(nèi)的正常液位。此外，各設(shè)備的沖洗、灌注、密封和冷卻等用水也采用工藝水。FGD 冷卻水主要用戶(hù)有增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)電機(jī)、循環(huán)漿液泵電機(jī)、磨機(jī)主軸承、減速器電機(jī)，此外，部分冷卻水還用于氧化空氣增濕冷卻。FGD 的工業(yè)

18、水一般來(lái)自電廠(chǎng)補(bǔ)充水，并輸送至工業(yè)水箱中。.事故漿液排放系統(tǒng)8漿液排放系統(tǒng)包括事故漿液儲(chǔ)罐系統(tǒng)和地坑系統(tǒng)。當(dāng) FGD 裝置大修或發(fā)生故障需要排空 FGD 裝置內(nèi)漿液時(shí)，塔內(nèi)漿液由漿液排放泵排至事故漿液箱直至泵入口低液位跳閘，其余漿液依靠重力自流至吸收塔的排放坑，再由地坑泵打入事故漿液儲(chǔ)罐。事故漿液儲(chǔ)罐用于臨時(shí)儲(chǔ)存吸收塔內(nèi)的漿液。地坑系統(tǒng)有吸收塔區(qū)地坑、石灰石漿液制備系統(tǒng)地坑和石膏脫水地坑，用于儲(chǔ)存 FGD 裝置的各類(lèi)漿液，同時(shí)還具有收集、輸送或儲(chǔ)存設(shè)備運(yùn)行、運(yùn)行故障、檢驗(yàn)、取樣、沖洗、清洗過(guò)程或滲漏而產(chǎn)生的漿液。主要設(shè)備包括攪拌器和漿液泵。三、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1、基礎(chǔ)資料處理根據(jù)資料列出本電廠(chǎng)

19、風(fēng)向頻率表如表 1 所示。表 1 電廠(chǎng)風(fēng)向頻率表風(fēng)向北風(fēng)西北風(fēng)西風(fēng)南風(fēng)東北風(fēng)東風(fēng)東南風(fēng)西南風(fēng)靜風(fēng)頻率%20.014.713.16.09.68.38.07.213.1從風(fēng)向資料中可以看出，北風(fēng)、西北風(fēng)和西風(fēng)頻率較高，因此平面布置時(shí)應(yīng)將辦公住宿區(qū)安排在北方向，煙氣污水處理區(qū)安排在南方向。3.2、煙氣量計(jì)算（1）煙氣量計(jì)算取 100g 煤為研究對(duì)象，煤的組成成分見(jiàn)表 2。表 2 燃煤成分分析表成分CHSO灰分水分含量%72.42.53.52.410.58.1含量 mol6.0332.50.1090.1500.450 molnC033. 6124 .72molnH4 . 3245. 05 . 2218

20、1 . 815 . 2 molnS109. 0325 . 3molnO6 . 0450. 0150. 0181 . 8164 . 2生成物 CO H O S0 的摩爾分?jǐn)?shù)分別是： 222CO :6.033mol ; H O:= 1.7 mol ; S0 :0.109 mol。2224 . 329燃燒需要的量：2O煤化學(xué)計(jì)量gmolnnnnnOSHC100/692. 624設(shè)鍋爐燃燒的過(guò)?？諝庀禂?shù) a=1.09，取空氣濕度為 0.0118。則 100g 煤完全燃燒所需空氣量：n=n()(1+X)=6.69235.14mol/100k 煤?？諝饣瘜W(xué)計(jì)量21. 0)0118. 01 (21. 009

21、. 1即：煤空氣空氣kgmn/87. 71 . 010004 .2214.351 . 010004 .223100g 煤完全燃燒產(chǎn)生的煙氣量：n=n +n +n煙氣量c2HnS化學(xué)計(jì)量 1)121. 0X（ =6.033+1.7+0.109+6.692 (1.0118-1)21. 009. 1 =36.29mol/100g 煤即：=煙氣量煤煙氣量kgmn/13. 81 . 010004 .2229.361 . 010004 .223（2）SO2的流量計(jì)算已知鍋爐每小時(shí)用煤 95t，則標(biāo)況煙氣流量：Q =95 1000 8.13=772350m /h=214.5m /s33SO2的摩爾百分含量：

22、y=0.003004=3004ppm,2SO煙氣量nnSO229.36109. 0則標(biāo)況下煙氣中 SO2的流量為：Q=772350=2320 m /h=0.64 m /s2SO003004. 033煙氣中濃度為：2P=8.58 10kg/m2SOv13. 8100/64109. 033按照的排放標(biāo)準(zhǔn)，則脫硫率至少為91.84% , 700/358. 87 . 058. 8%100本設(shè)計(jì)方案取 92%，設(shè)系統(tǒng)鈣硫比 1.19, 石灰石純度為 90%，則得到出口 SO2的流量為：Q=(1-0.92) 2320 m /h=185.6 m /h2SO3310一天內(nèi)石灰石的消耗量：950.109=328

23、.6t3109 . 02419. 110003.3、吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算（1）吸收塔選型吸收塔是燃煤煙氣濕法脫離裝置的核心設(shè)備,的吸收與脫硫產(chǎn)物亞硫2SO酸鈣的氧化均是在吸收塔內(nèi)完成的。根據(jù)企業(yè)接觸形式不同，可把常用的吸收塔類(lèi)型分為噴淋塔、填料塔、鼓泡塔、液柱吸收塔四種形式。 噴淋塔：塔內(nèi)上部設(shè)多層噴嘴，漿液經(jīng)噴嘴霧化后向下噴淋，吸收區(qū)2SO為空塔段，漿液以彌散的霧狀通過(guò)吸收區(qū)與逆流的煙氣傳質(zhì)，脫硫率大于95%。優(yōu)缺點(diǎn)是液氣比最小，液氣接觸面積大，塔內(nèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)壓力損失小，但噴嘴易堵塞、磨損，對(duì)脫硫劑粒徑要求高。 填料塔：以球狀高分子材料或格柵為填料，漿液自上而下流過(guò)填料，在填料表面形成液膜，順

24、流的煙氣流過(guò)填料間隙，與液膜發(fā)生傳質(zhì)，脫硫率大于 95%。優(yōu)缺點(diǎn)是易結(jié)垢、堵塞，系統(tǒng)阻力較大，對(duì)石灰石粒徑和煙氣含塵量要求較高。鼓泡塔：將煙氣垂直鼓入漿液內(nèi)，煙氣以沸騰狀從漿液中鼓泡向上逸出，氣泡在逸出過(guò)程中與漿液傳質(zhì)，脫硫率 90%左右。優(yōu)缺點(diǎn)是不需漿液循環(huán)泵、噴嘴，氣液接觸面大，不受煙氣含塵量影響，但系統(tǒng)阻力大，裝置體積相對(duì)較大。液柱塔：吸收區(qū)為空塔段，塔內(nèi)下部噴嘴以液柱形式向上噴射漿液，煙氣自徑向進(jìn)入塔內(nèi)。液柱上行至最高點(diǎn)，而后彌散開(kāi)來(lái)，以水幕形式下落，漿液在上下行程中與上行煙氣傳質(zhì)，脫硫率大于 95%。優(yōu)缺點(diǎn)是噴嘴孔徑較大，不易堵塞，對(duì)脫硫劑粒徑及煙氣含塵量要求低，工作穩(wěn)定。由于噴淋塔

25、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作與維護(hù)方便，脫硫效率高而且在工程上的應(yīng)用比較成熟，噴淋塔成為濕法脫硫工藝的主流塔型。因此本工藝選擇噴淋塔脫硫技術(shù)。（2）吸收塔設(shè)計(jì)計(jì)算1） 吸收塔直徑設(shè)計(jì)吸收塔的直徑（D）可由吸收塔出口實(shí)際煙氣體積流量和煙氣流速確定，煙11氣流速通常為 3.04.5m/s，工程實(shí)踐表明，3.64.2m/s 是性?xún)r(jià)比較高的流速區(qū)域，因此，本工程的實(shí)際煙氣流速設(shè)為 4.1m/s。吸收塔直徑計(jì)算公式為：21()2QA vDv式中 Q 為煙氣體積流量，m3/h；v 為煙氣流速，m/s；A 為煙氣過(guò)流斷面面積，m2。設(shè)塔內(nèi)的操作溫度為 50，則此條件下的煙氣流量為:Q=214.5 323.15293.15

26、=236.45sm3則吸收塔直徑為：mQD6 . 857. 81 . 445.236442） 噴淋塔塔高設(shè)計(jì) 吸收區(qū)高度（h1）：吸收區(qū)高度 h1一般指煙氣進(jìn)口水平中心線(xiàn)到噴淋層中心線(xiàn)的距離。容積吸收率的定義為：含有二氧化硫的煙氣通過(guò)噴淋塔，塔內(nèi)噴淋漿液將煙氣中的 SO2 濃度降低到符合排放標(biāo)準(zhǔn)的程度，將此過(guò)程中塔內(nèi)總的二氧化硫吸收量平均計(jì)算到吸收區(qū)高度內(nèi)的塔內(nèi)容積中,即為吸收塔的平均容積負(fù)荷平均容積吸收率，以表示。其表達(dá)式如下： 01QCKVh 其中：平均容積吸收率，kg/（m3） ； C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)口煙氣的質(zhì)量濃度，kg/m3； V吸收區(qū)容積，m3； 給定的二氧化硫吸收率（） ；本設(shè)計(jì)方案

27、為 92 h1吸收塔內(nèi)吸收區(qū)高度，m；K0常數(shù)，K0=3600v273/(273+t)其數(shù)值取決于煙氣流速 v(m/s)和操作溫度() ；12將的單位換算成 kg/( m2.h)，可以寫(xiě)成：=11642733600/22.4273vyht在噴淋塔操作溫度為，煙氣流速為 v=4.1m/s、脫硫效率10050752=0.92，又煙氣流速 y1=0.3004%?？偨Y(jié)已經(jīng)有的經(jīng)驗(yàn)，容積吸收率范圍在5.5-6.5 Kg/（m3h）之間，取=6 .2kg/（m3） ，代入上式可得： 6=3600192. 0003004. 01 . 4752732734 .2264h故吸收區(qū)高度 h1=15.2m如果僅從脫

28、硫技術(shù)角度考慮，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取低值以求保險(xiǎn)；但如果考慮經(jīng)濟(jì)因素，低則塔容積增大，會(huì)使投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等增加。 在吸收區(qū)中，噴嘴布置分為 26 層，噴淋層間距 0.82m，脫硫率要求低時(shí)可減少，低負(fù)荷時(shí)可停運(yùn)某一層。本設(shè)計(jì)方案噴淋層設(shè)為 4 層，間距 2m。煙氣進(jìn)口高度 h2：根據(jù)工藝要求，進(jìn)出口流速（一般為 12m/s-30m/s）確定進(jìn)出口面積，一般希望進(jìn)氣在塔內(nèi)能夠分布均勻，且煙道呈正方形，故高度尺寸取得較小，但寬度不宜過(guò)大，否則影響穩(wěn)定性。因此本設(shè)計(jì)取煙氣流速 20m/s；煙氣流量 214.5sm3則：h20m/s=214.5 則：h =3.3m22sm3226.6m(包括進(jìn)口煙氣和凈化煙

29、氣進(jìn)出口煙道高度)3 . 3漿液池高度 h3：漿池容量 V1的計(jì)算表達(dá)式如下：11LVQ tG式中：L/G液氣比，取 15L/m3；Q煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)濕態(tài)容積，m3/h，Q=214.5sm313 t1漿液停留時(shí)間，48min，取 t1=4min=240s。由上式可得噴淋塔漿液池體積：V1=(L/G) Qt1=15214.5240/1000=772 m3選取漿液池內(nèi)徑略大于吸收區(qū)內(nèi)徑，內(nèi)徑 D=9.3m。根據(jù) V 計(jì)算漿液池高度 h ：3h =11.4m3214DV23 . 914. 37724 除霧區(qū)高度 h4：除霧區(qū)分為 2 層，本設(shè)計(jì)高度確定為 3.5m，即 h4=3.5m。綜上所述，噴淋塔的

30、總高（設(shè)為 H,單位 m）等于噴淋塔的漿液池高度、噴淋塔吸收區(qū)高度和噴淋塔的除霧區(qū)高度相加起來(lái)的數(shù)值。此外，還要將噴淋塔煙氣進(jìn)口高度計(jì)算在內(nèi).因此噴淋塔最終的高度為:H=h +h +h +h =15.2+6.6+11.4+3.5+3.5=40.2 1234m3.4、配套設(shè)備選型（1）再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)吸收塔再循環(huán)泵安裝在吸收塔旁，用于吸收塔內(nèi)石膏漿液的再循環(huán)，采用單流和單級(jí)臥式離心泵。由于吸收塔循環(huán)液是固液雙相流介質(zhì)，這種高速流動(dòng)且成分復(fù)雜的介質(zhì)對(duì)循環(huán)泵的用材提出了苛刻的要求。漿液循環(huán)泵過(guò)流部件耐蝕、耐磨性能是決定泵使用壽命的重要指標(biāo)。 合金泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、壽命長(zhǎng)、維修量小的特點(diǎn)，故選用

31、合金泵作為本設(shè)計(jì)的漿液循環(huán)泵。本設(shè)計(jì)循環(huán)泵可采用單元制。吸收塔內(nèi)噴淋層設(shè)計(jì)為 4 層，每臺(tái)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴淋層；運(yùn)行的再循環(huán)泵數(shù)量根據(jù)吸收漿液流量的要求確定，以達(dá)到每臺(tái)鍋爐負(fù)荷的吸收效率。4 層噴淋布置能夠滿(mǎn)足整套裝置對(duì)脫硫效率的要求。循環(huán)漿液量為要脫除 SO2的量與單位循環(huán)漿液吸收 SO2能力的比值。本設(shè)計(jì)中要脫除的 SO2量為 1.096627 kg/h，單位體積循環(huán)漿液10006410009514吸收 SO2的能力約為 0.20g/L，可計(jì)算得出循環(huán)漿液量,662733135 2 . 0m3/h。本設(shè)計(jì)中采用 4 臺(tái)漿液循環(huán)泵，每臺(tái)泵的流量為 8500m3/h。（2）氧化風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)及選型

32、亞硫酸鈣和亞硫酸氰鹽的氧化分為兩個(gè)部分，一是吸收塔內(nèi)煙氣中氧氣進(jìn)入漿液液滴的自然氧化，二是空氣通過(guò)曝氣管網(wǎng)進(jìn)入漿液池的強(qiáng)制氧化。氧化風(fēng)機(jī)設(shè)在氧化風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，其作用是為吸收塔漿池中的漿液提供充足的氧化空氣。風(fēng)機(jī)主要有 3 類(lèi)：離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)和羅茨風(fēng)機(jī)。由于羅茨風(fēng)機(jī)為高壓恒流風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓最高可達(dá) 150KPa，且適合恒流量負(fù)載的情況，因此選用羅茨風(fēng)機(jī)?？紤]空氣富裕量，氧化所需的氧氣流量，等于 SO2煙氣量，即 0.64 m3/s，則相應(yīng)的濕空氣量為：0.64 （3.78+1） （1+0.0118）=3.1 m3/s=11160 m3/h。采用 4 臺(tái) L4866WD-2 型羅茨風(fēng)機(jī)，電機(jī)型號(hào)為 Y

33、315L-6，流量為 6960 m3/h。風(fēng)壓為 49050Pa，兩備兩用。（3）氧化吸收池?cái)嚢铏C(jī)的選型在吸收塔底部，石灰石漿液經(jīng)過(guò)脫硫過(guò)程之后，變成了 CaSO3和，此時(shí)為了使氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣能夠充分地和 CaSO3和OHCaSO2321接觸，以便充分氧化，需要 CaSO3和的混合溶液內(nèi)部OHCaSO2321OHCaSO2321顆粒分布均勻，在這種情況下，需要使用攪拌器來(lái)使溶液懸浮顆粒均勻混合，同時(shí)增大和空氣接觸的面積。在吸收塔漿液池的下部，沿塔徑向布置四臺(tái)側(cè)進(jìn)式攪拌器，其作用是使?jié){液的固體維持在懸浮狀態(tài)，同時(shí)分散氧化空氣。攪拌器安裝有軸承罩、主軸、攪拌葉片、機(jī)械密封。攪拌器葉片安裝在吸收

34、塔降池內(nèi)，與水平線(xiàn)約為 10 度傾角、與中心線(xiàn)約為-7 度傾角。采用低速攪拌器，有效防止?jié){液沉降。攪拌槳型式為三葉螺旋槳，軸的密封形式為機(jī)械密封。吸收塔攪拌器的攪拌葉片和主軸的材質(zhì)為合金鋼。在運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁觸摸傳動(dòng)部件及拆下保護(hù)罩。向吸收塔加注漿液時(shí)，攪拌器必須不停地運(yùn)行。（4）石灰石漿泵的選型15石灰石塊（粒度20mm）經(jīng)電廠(chǎng)自備汽車(chē)運(yùn)輸卸入卸料斗，再經(jīng)擋邊帶式輸送機(jī)送入石灰石貯倉(cāng)。石灰石塊通過(guò)安裝在貯倉(cāng)下部的皮帶稱(chēng)重給料機(jī)，將一定量的石灰石送入濕式球磨機(jī)的磨頭，并與水混和進(jìn)入濕式球磨機(jī)研磨，研磨后的半成品從磨尾出來(lái)流入石灰石漿液循環(huán)池，石灰石漿液循環(huán)池上的石灰石漿液循環(huán)泵將石灰石漿液打入石灰石

35、漿液旋流站，石灰石漿液經(jīng)旋流后，合格的石灰石漿液溢流進(jìn)入石灰石漿液箱，不合格的石灰石漿液返回濕式球磨機(jī)的除塵設(shè)備磨頭重新研磨。石灰石漿液循環(huán)池、石灰石漿液箱上安裝有攪拌器，以防漿液沉淀。 上已算出石灰石用量為 13691.7kg/h。石灰石漿液由制漿系統(tǒng)配制而成，調(diào)節(jié)漿液密度至 1250g/m3(含固量 30%)，則相應(yīng)的體積用量為： 13691.7/(1250)=36.5m /h3 . 03設(shè)計(jì)采用的石灰石漿泵為 2 臺(tái)雙相流泵，流量為 50 m3/h，揚(yáng)程為 50m，一用一備。（5）脫硫增壓風(fēng)機(jī)的選型根據(jù)實(shí)際需要，增壓風(fēng)機(jī)的位置選在進(jìn)入 GGH 之前，一方面可以防止防腐不過(guò)關(guān)的問(wèn)題，一方面

36、可以大大降低初期投資。 增壓風(fēng)機(jī)是用于克服 FGD 裝置的煙氣阻力，將原煙氣順利引入脫硫系統(tǒng)，并穩(wěn)定鍋爐引風(fēng)機(jī)出口壓力的設(shè)備。其運(yùn)行特點(diǎn)是低壓頭、大流量、轉(zhuǎn)速低。在安裝了煙氣脫硫系統(tǒng)的情況下，鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)將無(wú)法克服 FGD 的煙氣阻力，所以必須設(shè)置增壓風(fēng)機(jī)。濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中一般采用軸流風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際入口煙氣流量 214.5m3/s，以及吸收塔、GGH、煙道的總壓力損失，取三部分的壓力損失分別為 1500、1000、500Pa，總計(jì) 3000Pa，可選用軸流式靜葉可調(diào)風(fēng)機(jī)。（6）煙氣換熱器的選型GGH 的作用是降低進(jìn)入吸收塔原煙氣的溫度，使其適合脫硫反應(yīng)的最佳溫度；提高凈煙

37、氣溫度，避免煙氣進(jìn)入煙囪后發(fā)生低溫腐蝕并利于排煙。煙氣換熱器有回轉(zhuǎn)式、管式換熱器 2 種。針對(duì)該工程實(shí)際情況，考慮到占地面積盡量小、輔助設(shè)備盡量少、設(shè)備投16資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用盡量少、運(yùn)行可靠性能盡量高、操作盡量簡(jiǎn)易等因素，采用1 臺(tái)回轉(zhuǎn)式換熱器作為該脫硫工程的煙氣換熱器。3.5、主要設(shè)計(jì)參數(shù)表項(xiàng)目項(xiàng)目數(shù)值數(shù)值煙氣流量vQ214.5sm3SO2的流量 Q2SO0.64sm3脫硫率92%鈣硫比1.19空氣過(guò)剩系數(shù)1.09一天內(nèi)石灰石的消耗量328.6t吸收塔直徑 D8.6m吸收區(qū)高度 h115.2m煙氣進(jìn)口高度 h23.3m漿液池高度 h311.4m漿液停留時(shí)間4min除霧區(qū)高度 h43.5m噴淋

38、塔最終的高度40.2m脫硫漿液含固量30%液氣比15L/m3四、總平面圖設(shè)計(jì)4.1、一般規(guī)定（1）脫硫裝置的總體設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：工藝流程合理，煙道短捷；交通運(yùn)輸便捷；方便施工，有利于維護(hù)檢修；17合理利用地形、地質(zhì)條件；充分利用廠(chǎng)內(nèi)公用設(shè)施；節(jié)約用地，工程量小，運(yùn)行費(fèi)用低；符合環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生要求。（2）技改工程應(yīng)避免拆遷運(yùn)行機(jī)組的生產(chǎn)建（構(gòu)）筑物和地下管線(xiàn)。當(dāng)不能避免時(shí)，應(yīng)采取合理的過(guò)渡措施。（3）吸脫硫收劑卸料及貯存場(chǎng)所宜布置在人流相對(duì)集中設(shè)施區(qū)的常年最小風(fēng)頻的上風(fēng)側(cè)。4.2、總平面布置（1）吸收塔宜布置在煙囪附近，漿液循環(huán)泵應(yīng)緊鄰吸收塔布置。吸收劑制備及脫硫副產(chǎn)品處理場(chǎng)地宜在吸收塔附近集中布置，或結(jié)合工藝流程和場(chǎng)地條件因地制宜布置。（2）脫硫裝置與主體工程不能同步建設(shè)而需要預(yù)留脫硫場(chǎng)地時(shí)，宜預(yù)留在緊鄰鍋爐引風(fēng)機(jī)后部煙道及煙囪的外側(cè)區(qū)域。場(chǎng)地大小應(yīng)根據(jù)將來(lái)可能采用的脫硫工藝方案確定。在預(yù)留場(chǎng)地上不應(yīng)布置不便拆遷的設(shè)施。（3）石灰石石膏濕法事故漿池或事故漿液箱的位置應(yīng)考慮多套裝置共用的方便。（4）脫硫廢水處理間宜緊鄰石膏脫水車(chē)間布置，并有利于廢水處理達(dá)標(biāo)后與主體工程統(tǒng)一復(fù)用或排放。緊鄰廢水處理間的卸酸、卸堿場(chǎng)地應(yīng)選擇在避開(kāi)人流的偏僻地帶。（5）石膏倉(cāng)或石膏貯存間宜與石膏脫水車(chē)間緊鄰布置，并應(yīng)設(shè)順暢的運(yùn)輸通