2022年20212×300MW石灰石石膏濕法脫硫工藝參數(shù)設(shè)計.

1、脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計1 目錄1、前言 . 22、設(shè)計原則 . 23、設(shè)計步驟 . 54、設(shè)計計算書 . 54.1 理論空氣量的計算 . 54.1.1碳與氧的作用 . 54.1.2氫與氧的作用 . 64.1.3硫與氧的作用 . 64.2 空氣過剩系數(shù) . 64.3 水蒸氣量的計算 . 74.4 煙氣體積計算 . 74.4.1 理論煙氣體積 . 74.4.2、實(shí)際煙氣體積wfgv. 84.4.3、煙氣體積和密度的校正. 84.4.4 過剩空氣較正 . 85、物料平衡核算 . 95.1 吸收塔的物料平衡 . 95.2 石膏處理系統(tǒng)的物料平衡 . 105.3 煙氣系統(tǒng)及石灰石濕磨系統(tǒng)的物料平衡. 11

2、5.4 水平衡 . 115.5 熱量平衡的計算 . 126、設(shè)計計算書 . 167、總結(jié) . 237.1 對本設(shè)計的評述或有關(guān)問題的分析討論. 錯誤！未定義書簽。8、參考文獻(xiàn) . 24精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計2 2300mw 石灰石 / 石膏濕法脫硫工藝參數(shù)設(shè)計1、前言我國的能源構(gòu)成以煤炭為主， 其消費(fèi)量占

3、一次能源總消費(fèi)量的70%左右，這種局面在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)不會改變?；痣姀S以煤作為主要燃料進(jìn)行發(fā)電，煤直接燃燒開釋出大量so2，造成大氣環(huán)境污染，且隨著裝機(jī)容量的遞增，so2的排放量也在不斷增加，加大火電廠so2的控制力度就顯得非常緊迫和必要。so2的控制途徑有三個：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫即煙氣脫硫（fgd） ，目前煙氣脫硫被以為是控制so2最行之有效的途徑。 目前國內(nèi)外的煙氣脫硫方法種類繁多，主要分為干法（或半干法）和濕法兩大類。濕法脫硫工藝絕大多數(shù)采用堿性漿液或溶液作為吸收劑，技術(shù)比較成熟，是目前使用最廣泛的脫硫技術(shù)，根據(jù)吸收劑種類的不同又可分為石灰石/石膏法（鈣法）、氨法、海

4、水法等。其中鈣法因其成熟的工藝技術(shù)，在世界脫硫市場上占有的份額超過80%。截至 2011年底，我國脫硫裝機(jī)超過6 億千瓦，其中 85%以上為濕法煙氣脫硫，多存系統(tǒng)穩(wěn)定性差， 脫硫效率波動較大等問題。 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)gb13223-2011將執(zhí)行 200mg/m3的 so2排放濃度限值，且新建脫硫裝置將不允許設(shè)置旁路，對脫硫裝置性能與可靠性要求極高。2、設(shè)計原則2300mw 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝參數(shù)設(shè)計（含ggh）1、已知參數(shù)：（1）設(shè)計煤質(zhì)（詳細(xì)數(shù)據(jù)見指導(dǎo)書） 。（2）哈爾濱鍋爐有限公司hg-1060/17.5-hm35 型號鍋爐（詳細(xì)數(shù)據(jù)見導(dǎo)書） 。（3）環(huán)境溫度 20，空氣

5、中的水質(zhì)量含量1%。（4） 石灰石品質(zhì)：caco3含量 98.2%， sio2 含量 1.1%， cao 含量 54.5%，mgo 含量 0.65%，s含量 0.025%。（5）電除塵器除塵效率99.7%。（6）除塵器漏風(fēng)系數(shù)3%。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計3 （7）增壓風(fēng)機(jī)漏風(fēng)系數(shù)1%。（8）ggh 漏風(fēng)系

6、數(shù) 1%。2、設(shè)計條件：（1）除塵器出口煙氣溫度138。（2）脫硫效率 95%。（3）氧化倍率 2。（4）ca/s摩爾比 1.03。（5）煙氣流速 3.5m/s。（6）霧化區(qū)停留時間2.5s。（7）液氣比 14l/m3。（8）停留時間 5s。（9）ggh 凈煙氣側(cè)出口溫度80。3、設(shè)計內(nèi)容：（1）燃料灰渣計算。（2）fgd 系統(tǒng)煙氣量計算。（3）石灰石與石膏耗量計算。（4）除塵器出口飛灰計算。（5）設(shè)計計算（氧化風(fēng)量、蒸發(fā)水量、脫硫反應(yīng)熱、吸收塔內(nèi)放熱、水蒸發(fā)吸收、水平衡、石灰石用量、石膏產(chǎn)量、吸收塔尺寸、氧化槽尺寸核算等）。（6）對本設(shè)計的評述或有關(guān)問題的分析討論。（7）吸收塔工藝流程圖，并

7、在圖上標(biāo)注系統(tǒng)主要煙氣流量與so2 濃度參數(shù)。（8）繪制吸收塔塔體結(jié)構(gòu)尺寸圖。本課程設(shè)計采用的工藝為石灰石-石膏濕法全煙氣脫硫工藝，吸收塔采用單回路噴淋塔工藝， 含有氧化空氣管道的漿池布置在吸收塔底部，氧化空氣空壓機(jī)（1 用 1 備）安裝獨(dú)立風(fēng)機(jī)房內(nèi)，用以向吸收塔漿池提供足夠的氧氣和/或空氣，以便亞硫酸鈣進(jìn)一步氧化成硫酸鈣，形成石膏。塔內(nèi)上部煙氣區(qū)設(shè)置四層噴淋。4 臺吸收塔離心式循環(huán)漿泵（3 運(yùn) 1 備）每個泵對應(yīng)于各自的一層噴淋層。塔內(nèi)噴淋層采用frp 管，漿液循環(huán)管道采用法精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 24 頁 -

8、- - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計4 蘭聯(lián)結(jié)的碳鋼襯膠管。 噴嘴采用耐磨性能極佳的進(jìn)口產(chǎn)品。吸收塔循環(huán)泵將凈化漿液輸送到噴嘴，通過噴嘴將漿液細(xì)密地噴淋到煙氣區(qū)。從鍋爐來的100%原煙氣中所含的 so2通過石灰石漿液的吸收在吸收塔內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng)，生成的亞硫酸鈣懸浮顆粒通過強(qiáng)制氧化在吸收塔漿池中生成石膏顆粒。其他同樣有害的物質(zhì)如飛灰、 so3、hci 和 hf 大部分含量也得到去除。吸收塔內(nèi)置兩級除霧器，煙氣在含液滴量低于 100mg/

9、nm3（干態(tài)） 。除霧器的沖洗由程序控制，沖洗方式為脈沖式。石膏漿液通過石膏排出泵（1 用 1 備）從吸收塔漿液池抽出，輸送至至石膏漿液緩沖箱，經(jīng)過石膏旋流站一級脫水后的底流石膏漿液其含水率約為50%左右，直接送至真空皮帶過濾機(jī)進(jìn)行過濾脫水。溢流含35%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。 石膏被脫水后含水量降到10%以下。在第二級脫水系統(tǒng)中還對石膏濾餅進(jìn)行沖洗以去除氯化物，保證成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保證生成石膏板或用作生產(chǎn)水泥填加料（摻合物） 優(yōu)質(zhì)原料 （石膏處理系統(tǒng)共用）。圖 1 石灰石 /石膏濕法煙氣

10、脫硫工藝流程圖精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計5 3、設(shè)計步驟1、確認(rèn)煙氣參數(shù)、煤質(zhì)資料、吸收劑成份、脫硫效率；2、系統(tǒng)流程的確定；3、物料平衡計算（煙氣量核算、工藝水核算、熱量核算、物料核算）；4、各子系統(tǒng)流程的確定（煙氣系統(tǒng)、so2吸收系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、石膏處置系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、漿液排空系統(tǒng)、廢水排放和處理

11、系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)） ；煙氣系統(tǒng)：是否全煙氣脫硫？選擇軸流式還是離心式風(fēng)機(jī)？ggh 是否保留？煙道、吸收塔等設(shè)備采用何種防腐方式？so2吸收系統(tǒng)：多爐一塔還是一爐一塔？幾層噴淋層？什么類型的除霧器？氧化風(fēng)機(jī)布置幾臺？吸收劑制備系統(tǒng)：直接購置石灰石粉末、 購置一定塊度的石灰石磨制？濕式制漿還是干式制漿？石膏處理系統(tǒng)：石膏拋棄還是回收利用？4、設(shè)計計算書4.1 理論空氣量的計算假定 1kg 煤完全燃燒， 空氣中的氧和煤中能參加燃燒的氧（固有氧） 全部被耗盡，此時所需要的空氣量稱理論空氣量。計算時相關(guān)假定如下：1） 空氣僅由 n2和 o2組成，氣體積比為79/21=3.76；2） 燃料中的固態(tài)

12、氧可用于燃燒；3） 燃料中的硫被氧化成so2；4） 計算理論空氣量時忽略nox的生成量4.1.1碳與氧的作用c + o2 = co2 （1）12kg 22.4m322.4m3（在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下同）此式表明， 12kg c 完全燃燒時，需消耗22.4m3o2，并生成 22.4m3co2，所以 1kg 碳完全燃燒消耗的o2為 22.4/12=1.8667（m3）。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第

13、 5 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計6 4.1.2氫與氧的作用2h2+ o2 = 2h2o（2）4.032kg 22.4m344.8m3由式（ 2）可知， 1kg h2燃燒后要消耗 o222.4/4.032=5.5556 （m3）。4.1.3硫與氧的作用s + o2 = so2 （3）32kg 22.4m322.4m3由式（ 3）可知， 1kgs燃燒時，需消耗 o222.4/32=0.7（m3）。在 1kg 煤中含有kg100car的碳、kg100har的氫、kg100sar的硫，所以 1kg 煤燃燒時，碳、氫、硫 3 種元素的需氧量為：3ararar

14、m)100s7 .0100h556.5100c867.1(。但這些氧并非完全來源于空氣， 因?yàn)?1kg 煤中還含有kgoar100的氧，這部分氧可與碳、氫、硫化合，因此，在計算空氣需要量時，應(yīng)將這部分氧量扣除。氧 的 分 子 量 為32 ， 故100oarkg的 氧 在 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 態(tài) 下 的 體 積 為)m(100o7.0100o324 .223arar。這樣 1kg 煤燃燒所需的 o2為3ararararm)100o7.0100s7.0100h556.5100c867.1(由于空氣中 o2的容積含量為 21%，所以，1kg 煤燃燒所需的理論空氣量為：)m(o033.0h265.0)s375

15、.0c(0889.0m)100o7.0100s7.0100h556.5100c867.1(21.01v3arararar3arararar0oi這是理想狀態(tài)下燃燒所需的空氣量，在實(shí)際燃燒過程中所需的空氣量voivoi。4.2 空氣過剩系數(shù)實(shí)際空氣量oiv與理論空氣量0oiv之比為空氣過剩系數(shù)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)

16、課程設(shè)計7 0oioivv通常14.3 水蒸氣量的計算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的密度3m/kg293.1oi， 空氣中水蒸氣的含量d=10g/kg空氣，水蒸氣的密度3m/kg804.0o2h。1kg煤在理論空氣量下燃燒所生成的煙氣體積稱理論煙氣體積，它包括 co2、so2、n2和水蒸氣等，在理論煙氣體積中水蒸氣有以下3 個來源。a、 煤中氫元素的氧化由式 （2） 可知， 1kgh2完全燃燒后生成 44.8/4.032 11.11（m3）的水蒸氣，所以1kg 煤中的氫燃燒后生成的水蒸氣的體積為：)kg/m(h1111.0100h11.11v3araroh2煤（4）b、燃煤中的水分，其體積為：)kg/m

17、(w0124.01100wv3aroharoh22煤（5）c、隨空氣帶入的水蒸氣其體積為：)kg/m(v0161.0804.011000293.1v1011000vdv3oioio2hoioi o2h煤（6）但在實(shí)際燃燒過程中，0oi0oioivvv，因此隨空氣帶進(jìn)去的水蒸氣應(yīng)為：)kg/m(v0161.011000vdv3oio2hoioi o2h煤式（4）、式（ 5）、式（ 6）相加即得到煙氣中水蒸氣的體積：)kg/m(v0161.0w0124.0h1111.0v3oiararo2h煤4.4 煙氣體積計算4.4.1 理論煙氣體積在理論空氣量下， 燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積

18、以0wfgv精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計8 表示，煙氣成分主要是co2、so2、n2和水蒸汽。干煙氣：除水蒸汽以外的成分稱為干煙氣；濕煙氣：包括水蒸汽在內(nèi)的煙氣。oh0dfg0wfg2vvv)kg/m(v0161.0w0124.0h1111.0v3oiararo2h煤4.4.2、實(shí)際煙氣體積wfgvoi0wfg

19、wfgv) 1(vv4.4.3、煙氣體積和密度的校正燃燒產(chǎn)生的煙氣其t、p 總高于標(biāo)態(tài)（ 273k、1atm）故需換算成標(biāo)態(tài)。大多數(shù)煙氣可視為理氣，故可應(yīng)用理氣方程。設(shè)觀測狀態(tài)下：（ts、ps下）煙氣的體積為vs，密度為 s。標(biāo)態(tài)下：（tn、pn下）煙氣的體積為 vn，密度為 n。標(biāo)態(tài)下體積為：snnssnttppvv標(biāo)態(tài)下密度為：nssnsnttppp美國、日本和國際全球監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是298k、1atm，在作數(shù)據(jù)比較時應(yīng)注意。4.4.4 過?？諝廨^正因?yàn)閷?shí)際燃燒過程是有過?？諝獾?， 所以燃燒過程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣體積與過剩空氣量之和。用奧氏煙氣分析儀測定煙氣中的co2、o2和

20、 co 的含量，可以確定燃燒設(shè)備在運(yùn)行中煙氣成分和空氣過剩系數(shù)?？諝膺^剩系數(shù)為m1理 論 空 氣 量實(shí) 際 空 氣 量m-過剩空氣中 o2的過剩系數(shù)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計9 設(shè)燃燒是完全燃燒，過?？諝庵械难踔灰詏2形式存在，燃燒產(chǎn)物用下標(biāo)p表示，p2p2p222nocon67.3m1om1c假設(shè)空氣只有

21、o2、 n2分別為 21%、 79%， 則空氣中總氧量為p2p2n264.0n7921理論需氧量：0.264n2po2p所以p2p2p2on264.0o1若燃燒完全p2p2p2on264. 0o1若燃燒不完全產(chǎn)生co 須校正，即從測得的過剩氧中減co 氧化為 co2所需的 o2pp2p2pp2co5 .0on264.0co5. 0o1各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分?jǐn)?shù)。5、物料平衡核算5.1 吸收塔的物料平衡進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的主要組分為n2、co2、o2、水蒸氣、少量的組分為so2、nox、hf、hcl、so3、h2so4蒸氣以及微量的汞蒸氣等。在fgd 系統(tǒng)中，大部分 so2和少量o2被吸收

22、。對于石灰石脫硫系統(tǒng)，每脫除1molso2大約增加1molco2。fgd 系統(tǒng)對粉塵的吸收率為60%80%，雖然這些粉塵對于fgd 副產(chǎn)品的純度影響不大，但其中的一些微量元素足以影響fgd 工藝流程的化學(xué)特性（例如 al3+、mn2+、fe3+、fe2+、hg2+等） 。al3+與 f-形成的結(jié)合物會抑制caco3的溶解， mn2+及 fe3+是亞硫酸鹽的氧化催化劑，將加速它們的氧化過程；hg2+廢水排放需進(jìn)行處理，否則廢水無法達(dá)標(biāo)排放。煙氣進(jìn)入脫硫塔， 塔內(nèi)水分蒸發(fā)， 煙氣降溫并吸收水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)。塔內(nèi)水分的蒸發(fā)量與燃煤成分、入口煙氣溫度、入口煙氣含濕量有關(guān)。降溫后。的煙氣與石灰石 石膏

23、漿液逆流接觸后排出吸收塔， 石灰石 石膏漿液在塔底進(jìn)一精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計10 步氧化后，排出吸收塔，進(jìn)入石膏處理裝置。吸收塔系統(tǒng)的進(jìn)料有5 部分，石灰石漿液、煙氣、石膏處理系統(tǒng)的濾坑水、設(shè)備沖洗水和氧化空氣。出料有兩股，分別是凈煙氣和石膏漿液。吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下所示：主反應(yīng)：2242223

24、cooh2soaco5 .0oh2socoac副反應(yīng)：224233cooh2soacoh2socoac223223cooh5 .0soacoh5.0socoac2223coohaclchcl2coac2223coohafchf2coac2223coohafchf2comg實(shí)際過程中，副反應(yīng)還有很多，比如生成硫酸鎂、氯化鎂、亞硫酸鎂等，但由于塔內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜， 動力學(xué)和熱力學(xué)參數(shù)較難獲得， 而且石灰石中鎂的含量較低， 對衡算結(jié)果影響較小， 因此計算時忽略這些反應(yīng)。 以上 6 個反應(yīng)的反應(yīng)程度與設(shè)備、反應(yīng)停留時間、溫度、原料配比等都有很大的關(guān)系。吸收塔中的化學(xué)反應(yīng)由于反應(yīng)物多，反應(yīng)條件復(fù)雜，

25、應(yīng)留待進(jìn)一步研究。5.2 石膏處理系統(tǒng)的物料平衡石膏排出泵的石膏漿液進(jìn)入石膏旋流器，底部重組分進(jìn)入真空皮帶機(jī)進(jìn)一步分離，真空皮帶機(jī)生產(chǎn)出石膏餅， 濾液進(jìn)入濾坑。 石膏旋流器頂部的輕組分一部分進(jìn)入濾坑， 一部分進(jìn)入廢水旋流器分離。廢水旋流器頂流排出系統(tǒng)， 底流進(jìn)入濾坑。石膏處理系統(tǒng)的進(jìn)料有4股，為石膏漿液和皮帶機(jī)沖洗水、石膏沖洗水及系統(tǒng)補(bǔ)充水。出料有2 股，分別為石膏餅、進(jìn)入吸收系統(tǒng)的濾液水。石膏漿液在石膏旋流器的分配和各組分的粒徑密度及旋流器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。石膏旋流器分配按照一下原則： 入口固含量 20% （質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），底流固含量 50%，頂流固含量小于6%。廢水旋流器的入料量由煙氣帶來的氯離子

26、量決定，使得處理后的廢水能帶走幾乎所有進(jìn)入系統(tǒng)的氯離子，而系統(tǒng)中氯離子的含量為精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計11 20000ppm。廢水旋流器的分配：進(jìn)料固含量小于6%，底流固含量 10%。石膏餅及真空皮帶機(jī)的沖洗水由設(shè)備廠商提供。濾液補(bǔ)充水的量由水平衡的計算得出。5.3 煙氣系統(tǒng)及石灰石濕磨系統(tǒng)的物料平衡這

27、里所說的煙氣系統(tǒng)包括增壓風(fēng)機(jī)和除塵兩個設(shè)備，進(jìn)料是除塵器入口原煙氣、廢水及增壓風(fēng)機(jī)漏入空氣，出料是可排放凈煙氣。增壓風(fēng)機(jī)考慮有1%的漏風(fēng)。石灰石制漿系統(tǒng)有石灰石和制漿水兩股進(jìn)料，石灰石漿液一股出料。 為水平衡考慮，制漿水采用石膏處理系統(tǒng)來的制漿水。石灰石漿液的固含量為30%。5.4 水平衡圖 3 所示的是徐塘 2 300mw fgd 系統(tǒng)設(shè)計煤種、 100%負(fù)荷下的水平衡結(jié)果。進(jìn)入系統(tǒng)的工藝水包括吸收塔管道沖洗水、m/e 沖洗水、石膏清洗水、真空皮帶機(jī)清洗水， 這些沖洗水量均由設(shè)備廠商提供。氧化空氣增濕水的量由熱平衡計算得出。吸收塔補(bǔ)充水量通過輸出水量和其它進(jìn)入系統(tǒng)的水相減得到。排出系統(tǒng)的水包

28、括煙氣帶走的水蒸氣、石膏帶水、石膏結(jié)晶水、廢水及m/e 出口煙氣帶走的液滴。 煙氣帶走的水蒸氣由熱量平衡得出，石膏帶水和石膏結(jié)晶水根據(jù)石膏餅的含水量及 1mol 石膏帶 2mol 水計算得出，廢水量由煙氣中的氯離子決定，保證系統(tǒng)中漿液的氯離子濃度小于20000ppm，m/e 出口帶水量根據(jù)設(shè)備廠商提供的 100mg/nm3得到。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 24 頁 -

29、- - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計12 圖 3 工業(yè)水平衡示意圖5.5 熱量平衡的計算熱量平衡的計算是水平衡計算的基礎(chǔ)，所有工藝水將匯入吸收塔， 與煙氣接觸，傳質(zhì)傳熱后排出系統(tǒng)。 工藝水排出系統(tǒng)一部分是隨著石膏帶出，而大部分將被煙氣的熱量蒸發(fā)隨煙氣排出。同時煙氣的溫度也將降到4050，煙氣的濕度達(dá)到飽和。為了得到煙氣帶走的蒸發(fā)水量，必須對系統(tǒng)的熱量進(jìn)行計算。圖 4 熱量平衡的絕熱系統(tǒng)首先要假設(shè)一個絕熱系統(tǒng)， 進(jìn)出的物料包括煙氣氧化空氣和工藝水，固體物成分復(fù)雜，含量少，溫度變化小沒有相變，計算時將其忽略。系統(tǒng)溫度較低，和外界溫差小，認(rèn)為絕熱系統(tǒng)的假設(shè)可以成立。輸入該絕熱系統(tǒng)的熱量

30、轉(zhuǎn)化為出口煙氣焓、工藝水升溫?zé)崃俊?蒸發(fā)熱量。 即精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計13 evaohy outky inqqiiri2式中：yini入口煙氣焓， kj r化學(xué)反應(yīng)熱， kj ki氧化空氣焓， kj youti出口煙氣焓， kj ohq2加熱工藝水熱量， kj evaq蒸發(fā)水熱量， kj 入口煙氣焓

31、可以由以下公式計算：2co2coo2ho2h2o2o2n2nyiiiii式中： iy煙氣焓， kj/nm3；2ni氮?dú)忪剩?kj/nm3；2n氮?dú)怏w積百分?jǐn)?shù)；2oi氧氣焓， kj/nm3；2o氧氣體積百分?jǐn)?shù)；ohi2水蒸氣焓， kj/nm3；oh 2水蒸氣體積百分?jǐn)?shù)；2coi二氧化碳焓， kj/nm3；2co二氧化碳體積百分?jǐn)?shù)。這里忽略含量極小的so2、hf、hcl、飛灰對煙氣焓的影響。對手冊中查到的煙氣焓對溫度的關(guān)系進(jìn)行擬和得到如表1 計算公式。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 24 頁 - - - - - - - -

32、-精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計14 圖 5 氧氣焓的擬合化學(xué)反應(yīng)熱只考慮主反應(yīng)：hcooh2soaco5.0oh2socoac2242223表 1 不同溫度下的煙氣焓計算公式：65432ftetdtctbtati氣體氮?dú)庋鯕馑魵舛趸伎諝鈇 1.29493 1.3036 1.49352 1.60067 1.31964 b -2.24995 1051.4295 1041.03812 1041.05537 1031.49132 105c 2.62179

33、1071.76927 1072.39515 107-0.69641 1062.54394 107d -1.99753 10-10-2.27605 10-10-1.48184 10-103.19985 1010-2.14784 10-10e 0.64628 10139.64836 10143.8325 1014-0.86062 10-130.74175 1013f -0.78791 10-17-1.41095 10-17-3.8808 10170.98001 1017-0.94692 10-14化學(xué)反應(yīng)熱為：hmrso2式中2som反應(yīng)的 so2，kmol h 反應(yīng)式（ 9）的反應(yīng)熱， kj/k

34、mol 氧化空氣焓和出口空氣焓可查表1 計算。加熱工藝水熱量：)tt (mcqohoutohptoh222式中：ptc水比熱容， kj/（kg ） ；ohm2工藝水量， kg；精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計15 outt吸收塔內(nèi)溫度，；oht2工藝水入口溫度，。水蒸氣吸收的熱量：toutevaevarmq式中

35、： meva蒸發(fā)水量， kg rtouttout溫度下的汽化熱， kj/kg 對 40o c50o c 水的汽化熱擬合得：outtoutt4 .29.2501r圖 6 蒸汽壓的擬合 ，擬和值；，文獻(xiàn)值假定一個出口溫度tout，由（7） 、 （8） 、 （9） 、 （10） 、 （11）可得出蒸發(fā)水的熱量，由（12）得到蒸發(fā)水的量。因?yàn)槌隹跓煔獾乃羝秋柡偷?，所以通過蒸發(fā)水量和原煙氣的濕度可以得出出口溫度tout。對 40o c50o c 水的飽和蒸汽壓擬合得到：97599.202233.0logtp（14）式中 p蒸汽壓， pa；t溫度，精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - -

36、 - - - - - - - - 第 15 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計16 6、設(shè)計計算書一）原始數(shù)據(jù)序號項(xiàng)目符號單位煤種（1）煤質(zhì)資料1 應(yīng)用基碳份cy% 51.93 2 應(yīng)用基氫份hy% 2.36 3 應(yīng)用基氧份oy% 5.88 4 應(yīng)用基氮份ny% 0.42 5 應(yīng)用基硫份sy% 0.7 6 應(yīng)用基灰份ay% 30.38 7 應(yīng)用基水份wy% 8.33 8 低位發(fā)熱量qydwkj/kg 1964

37、6 （2）鍋爐型號及參數(shù)1 鍋爐型號sg220/9.8-m671 2 鍋爐制造廠哈爾濱鍋爐有限公司3 蒸發(fā)量dgrt/h 1060 4 過熱蒸汽溫度tgr540 5 過熱蒸汽壓力pgrmpa 17.50 6 過熱蒸汽焓igrkj/kg 3395.3 7 再熱蒸汽流量（出口 /進(jìn)口）dzrt/h 879 8 再熱蒸汽溫度（出口）tzr540 9 再熱蒸汽溫度（進(jìn)口）tzr332 10 再熱蒸汽壓力（出口）pzrmpa 3.975 11 再熱蒸汽壓力（進(jìn)口）pzrmpa 3.775 12 再熱蒸汽焓（出口）izrkj/kg 3538.73 13 再熱蒸汽焓（進(jìn)口）izrkj/kg 3147.76

38、14 汽包壓力p mpa 19.00 15 排污率ps/ 0.01 16 排污水焓ipskj/kg 1749.5 17 給水溫度tgs282 18 給水壓力pgsmpa 19.392 19 給水焓igskj/kg 1333.60 20 鍋爐效率（高位發(fā)熱量計）gl/ 0.8314 21 鍋爐效率（低位發(fā)熱量計）dl/ 0.9247 22 機(jī)械未完全燃燒損失q4% 1.00 23 爐膛過?？諝庀禂?shù)l/ 1.15 24 空預(yù)器出口過?？諝庀禂?shù)ky/ 1.20 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 頁，共 24 頁 - - - - - -

39、- - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計17 25 空預(yù)器進(jìn)口過?？諝庀禂?shù)ky/ 1.33 25 灰渣分配比例h% 85 （3）環(huán)境參數(shù)1 環(huán)境溫度t020 2 標(biāo)態(tài)下 so2密度2sokg/nm32.856 3 空氣中的水質(zhì)量含量% 1 4 空氣密度gkg/m31.29 （4）石灰石品質(zhì)資料（石灰石礦點(diǎn)）1 caco3含量3caco% 98.2 2 sio2含量% 1.1 3 cao 含量% 54.5 4 mgo 含量% 0.65 5 s 含量% 0.0

40、25 （5）電除塵器資料1 電除塵器數(shù)量2 每臺電除塵器電場數(shù)3 廠商4 型式5 除塵效率ep% 99.7 （6）吸收塔設(shè)計參數(shù)1 除塵器出口煙氣溫度138 2 脫硫效率% 97 3 氧化倍率2 4 空氣中的水含量kg/kg 0.008 5 空氣密度kg/m31.290 6 石灰石含量% 98.2 7 鎂含量% 0.65 8 鈣硫比1.05 9 煙氣流速m/s 4 10 霧化區(qū)停留時間s 2.5 11 液氣比l/m312 12 停留時間min 5 二）燃料灰渣計算序號項(xiàng)目符號單位計算公式計算結(jié)果1 耗煤量bht/h = （ dgr （igr-igs） +ps（i-igs） +dzr（izc-i

41、zj） ）/（qgg）154.84 2 計算燃料消耗量bjt/h =bh* （100-q4）/100 153.29 3 除塵器進(jìn)口灰量gepit/h =h* ep23.72 4 除塵器出口灰量gepot/h =h*（ 1-ep）0.071 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計18 三）fgd進(jìn)口煙氣量的計算（1）煙

42、氣量的計算序號項(xiàng)目符號單位計算公式計算結(jié)果1 理論空氣量vonm3/kg 0.0889 （ cy+0.375sy） +0.265hy-0.0333oy5.0652 n2理論體積vn20nm3/kg 0.79v0+0.008ny4.008 3 co2理論體積vco20nm3/kg 1.866cy/100 0.931 4 so2理論體積vso20nm3/kg 0.7sy/100 0.004 5 ro2理論體積vro20nm3/kg 1.866（cy+0.375sy）/100 0.935 6 水蒸汽理論體積vh2o0nm3/kg 0.111hy+0.0124wy+0.0161v00.520 7 燃燒

43、產(chǎn)物理論體積vy0nm3/kg vn20+vro20+vh2o05.464 8 空預(yù)器出口燃燒產(chǎn)物實(shí)際體積（濕）vkynm3/kg vy0+0.0161（ky-1）v0+（ky-1）v06.493 9 蒸汽吹灰量g kg/kg 鍋爐廠定0.00 10 空預(yù)器出口煙氣比重r0ykg/nm3（1-0.01ay+1.285 kyv0+g）/vky1.316 11 空預(yù)器出口煙氣量qpynm3/h vky*bj*1031036279 12 除塵器漏風(fēng)系數(shù)1/ 除塵器廠給定0.03 13 增壓風(fēng)機(jī)漏風(fēng)系數(shù)2/ 增壓風(fēng)機(jī)廠給定0.01 14 ggh 漏風(fēng)系數(shù)3/ ggh 廠給定0.01 15 除塵器出口溫

44、度t1（ky*tpy+1*t0）/（ ky+1）135 16 增壓風(fēng)機(jī)出口溫度t2（ky*tpy+ *t0）/（ky+ ）134 17 ggh 出口溫度t3（ky*tpy+ *t0）/（ky+ ）133 18 除塵器出口煙氣實(shí)際體積 (濕煙氣) vpy1nm3/kg vky+0.01611*v0+ 1*v06.647 19 除塵器出口煙氣量(濕態(tài)、標(biāo)態(tài) ) qpy1bnm3/h vpy1*bj*1031060922 20 除塵器出口煙氣實(shí)際體積 (干煙氣) vpy1gnm3/kg vn2vo2vco2vso26.108 21 增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口煙氣量（標(biāo)干）qpy1m3/h vpy1*bj*103*

45、 （273+t1）/273 97484722 增壓風(fēng)機(jī)出口煙氣實(shí)際體積 (濕煙氣) vpy2nm3/kg vky+0.0161 *v0+ *v06.750 23 增壓風(fēng)機(jī)出口煙氣量 (濕態(tài)、標(biāo)態(tài) ) qpy2bnm3/h vpy2*bj*103107735124 增壓風(fēng)機(jī)出口煙氣量 (濕態(tài)、實(shí)際 ) qpy2m3/h vpy2*bj*103* （273+t3）/273 6.750 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 18 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - -

46、 - - - - - 第 18 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計19 25 增壓風(fēng)機(jī)煙氣實(shí)際體積 (干煙氣 ) vpy2nm3/kg vn2 vo2 vco2vso26.10826 增壓風(fēng)機(jī)出口煙氣量 (干態(tài)、標(biāo)態(tài) ) qpy2bnm3/h vpy2b*bj*10397484727 增壓風(fēng)機(jī)出口煙氣量 (干態(tài)、實(shí)際 ) qpy2m3/h vpy2*bj*103* （273+t3）/273 1454034（2）除塵器出口煙氣成分序號項(xiàng)目符號單位計算公式計 算 結(jié)果1 n2體積vn2nm3/kg vn20+0.79（ ky+ -1）vo4.9288 2 o2

47、體積vo2nm3/kg 0.21（ ky+ -1） vo0.2447 3 co2體積vco2nm3/kg vco200.9311 4 so2體積vso2nm3/kg 0.85*vso200.0035 5 水蒸汽體積vh2onm3/kg 793.0/)1(0161. 0002gvvkyoh0.5387 （3）fgd 進(jìn)口煙氣成分序號項(xiàng)目符號單位計算公式計 算 結(jié)果1 n2體積vn2nm3/kg vn20+0.79（ ky+ -1）vo4.9288 2 o2體積vo2nm3/kg 0.21（ ky+ -1） vo 0.2553 3 co2體積vco2nm3/kg vco200.9311 4 so2

48、體積vso2nm3/kg 0.85*vso200.0035 5 水蒸汽體積vh2onm3/kg 793.0/) 1(0161. 0002gvvkyoh0.5395 （4）煙氣成分與濕煙氣量比值序號項(xiàng)目符號單位計算公式計 算 結(jié)果1 n2體積百分比% 100*vn2/vpy473.61 2 o2體積百分比% 100*vo2/vpy43.78 3 co2體積百分比% 100*vco2/vpy413.79 4 so2體積百分比% 100*vso2/vpy40.05 5 水蒸汽體積百分比% 100*vh2o/vpy47.99 （5）煙氣成份與干煙氣量比值序號項(xiàng)目符號單位計算公式計算結(jié)果1 n2體積百分

49、比% 100*vn2/vpy481.35 2 o2體積百分比% 100*vo2/vpy44.18 3 co2體積百分比% 100*vco2/vpy415.24 4 so2體積百分比% 100*vso2/vpy40.06 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計20 （6）原煙氣中so2濃度計算序號項(xiàng)目符號單位計算公式計

50、算結(jié)果1 轉(zhuǎn)換成 so2體積vso2snm3/kg vso20.003511 2 原煙氣 so2體積流量qso2vnm3/h vso2s*bj*103560.27 3 原煙氣 so2質(zhì)量流量qso2mkg/h so2*qso2v1600.13 4 原煙氣進(jìn)口so2濃度（干態(tài)）cso2mg/nm31000*1000*qso2m/（qpy5*273/（273+t4）2448.26 四）石灰石與石膏耗量序號項(xiàng)目符號單位計算公式計 算 結(jié)果1 石灰石耗量glimt/h %/*10*)64/100(3942cacomolqcpygso3.716 2 副產(chǎn)物石膏產(chǎn)量ggyt/h qpy2*10-9* （c

51、so2*172/64） + glim *3caco/100*0.04+ glim *（1-3caco/100）5.964 五）除塵器出口飛灰濃度序號項(xiàng)目符號單位計算公式計 算 結(jié)果1 增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口飛灰濃度 （濕態(tài)）wetfang,g/nm3gepi / qpy1 *10622.361 2 增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口飛灰濃度 （干態(tài)）dryfang,g/nm3gepi / qpy1 *10624.335 二、煙溫和水平衡計算2.1 原煙氣（增壓風(fēng)機(jī)前）煙氣溫度135.1 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，濕1,167,301 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，干1,000,483 實(shí)際煙氣量體積流量m3/h，濕1,762

52、,584 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 20 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 20 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計21 2.2 原煙氣（增壓風(fēng)機(jī)后）煙氣溫度134.2 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，濕1,178,974 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，干1,010,488 實(shí)際煙氣量體積流量m3/h，濕1,728,092 2.3 吸收塔出口煙氣溫度47.8 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，濕

53、1,210,155 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，干1,000,648 實(shí)際煙氣量體積流量m3/h，濕1,413,671 ggh 凈煙氣出口煙氣溫度80.0 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，濕1,109,149 標(biāo)態(tài)煙氣體積流量nm3/h，干984,870 實(shí)際煙氣量體積流量m3/h，濕1,434,175 2.4 氧化空氣流量二氧化硫的含量mg/nm32,448 煙氣中二氧化硫量kg/h 3,746 需要脫除的二氧化硫的量kg/h 3,559 氧氣的質(zhì)量kg/h 1,779 氧化空氣的量kg/h（干）7,687 氧化空氣的量kg/h（濕）7,687 氧化空氣的量nm3/h（濕）5,959 2.5 蒸

54、發(fā)水量設(shè)出口煙溫47.8 出口煙氣中水蒸氣的分壓pa 10,840 出口煙氣中含水體積流量nm3/h 140,402 出口煙氣中含水質(zhì)量流量kg/h 111,339 需蒸發(fā)水量kg/h 29,350 需蒸發(fā)水體積nm3/h 37,011 2.6 脫硫反應(yīng)熱二氧化硫脫除量kg/h 2,468 二氧化硫脫除量kmol/h 56 反應(yīng)放熱kj/h 18,852 2.7 吸收塔內(nèi)放熱干煙氣比熱kj/kg.1.04 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 21 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - -

55、- - - - - - - - - - - - 第 21 頁，共 24 頁 - - - - - - - - -脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計22 水蒸氣比熱kj/kg.1.99 煙氣溫降放熱kj/h 76,145,126 吸收塔內(nèi)放熱kj/h 76,163,977 吸收塔內(nèi)有效放熱kj/h 68,547,580 2.8 水蒸氣蒸發(fā)吸熱水的汽化熱kj/kg 2,380 蒸發(fā)水吸收kj/h 69,864,687 2.9 余熱比率余熱比率% -3.6% 2.10 水平衡進(jìn)口水量煙氣含水kg/h 74,517 石灰石漿含水 (30%) kg/h 13,733 氧化空氣含水kg/h 61 沖洗水、補(bǔ)充水kg/h 33,499 小計(kg/h) kg