脱硫物料平衡水平衡计算培训教材

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,有关计算,物料平衡计算,SO2去除率计算,液气比计算,其他参数确定,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,G石膏,G制浆水,石膏处理系统,冲洗水,除雾器冲洗水,Qy2净 烟 气,Qy1原烟气,G浆液,吸收塔,X排出浆液,P滤液返回,补充水,氧化风,制浆系统,系统物料总平衡图,1、烟气平衡,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,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,GGH,前，温度较高,120,以上，所以不设防腐设计，而在进塔烟气管道中由于SO2,浓,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。,1、烟气平衡,GGH,Q,y1,Q,y2,Q,y1,Q,y2,烟道漏风：V,y,+(,l,+)V,ko,(干）,理论空气量：,式中：V,y,-原烟气Nm3/kg;,漏风系数：对于钢烟道，,取0.01/10米。,V,KO,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,1%Q,y1,3%Q,y2,吸,收,塔,2、固平衡,固平衡(浆液)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,它对于系统的稳定运行,商品石膏的品质,系统中浆液管道的设计,石膏旋流器,皮带脱水机的选择等都具有决定性的作用。,1计算原理和方法,计算原则:吸收塔内的固体量必须被全部排出系统。,塔内固体主要有,:CaCO,3,，CaSO,3,1/2H,2,O，CaSO,4,2H,2,O，惰性物质，灰及少量的其它物质。,脱硫塔底固体量计算,假设干脱硫产物中CaSO,4,2H,2,O与CaSO,3,1/2H,2,O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,组 分,质量流量kg/h,W%,M,SO2,172.1769.01(69.01+1),M,SO2,129.151(69.01+1),M,SO2,100.09(Ca/S-1),杂质,M,SO2,100.09 Ca/S(1-A),飞灰,FGD入口灰量75,合计,100,G,固体,石膏处理系统固平衡,一级旋流器,真空皮带机,吸,收,塔,回用水箱,废,水,旋,流,器,),%(,54,.,2,),(,s,G,t,G,制浆水,制浆水,吸收剂需求量计算,烟气中脱除SO,2,量为,M,SO2,mol/h，需纯石灰石量为,M,SO2,mol/h。,需纯度为A,CaCO3,的石灰石量为：,/h,其中：钙硫比Ca/S=1.05,CaCO3量为：G,石灰石,A,CaCO3,kg/h,杂质量为：G,石灰石,(1-A,CaCO3,)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/h,石膏结晶水计算,CaSO,4,2H,2,O中结晶水量为：,G,1,=,M,SO2,172.1769.01(69.01+1)172.17218.02kg/h,CaSO,3,1/2H,2,O结晶水量为：,G,2,=,M,SO2,129.151(69.01+1)129.150.518.02kg/h,反应产物中结晶水量为：,G结晶水,G,1,+G,2,石膏带走水计算,G石膏带走水,G,石膏,10,固,平,平,衡,衡,计,计,算,算,框,框,图,图,吸,收,收,塔,塔,出,出,口,口,浆,浆,液,液,石,膏,膏,处,处,理,理,系,系,统,统,固,固,平,平,衡,衡,吸,收,收,剂,剂,需,需,要,要,量,量,计,计,算,算,吸,收,收,塔,塔,底,底,固,固,体,体,量,量,计,计,算,算,吸,收,收,塔,塔,返,返,回,回,浆,浆,液,液P,石,膏,膏,量,量,、,、,冲,冲,洗,洗,水,水,石,膏,膏,带,带,走,走,水,水,结,晶,晶,水,水,计,计,算,算,制,浆,浆,水,水,废,水,水,总,总,量,量,石,膏,膏,带,带,出,出,总,总,水,水,量,量,石,灰,灰,石,石,浆,浆,液,液,量,量,石,灰,灰,石,石,量,量,3,、,、,水,水,平,平,衡,衡,水,平,平,衡,衡,是,是WFGD,系,系,统,统,中,中,的,的,重,重,要,要,平,平,衡,衡,水,水,循,循,环,环,率,率,对,对,系,系,统,统,的,的,稳,稳,定,定,石,石,膏,膏,的,的,品,品,质,质,设,设,备,备,的,的,材,材,料,料,的,的,选,选,择,择,都,都,有,有,重,重,要,要,的,的,影,影,响,响,。,。,水,水,循,循,环,环,率,率,的,的,大,大,小,小,对,对,吸,吸,收,收,塔,塔,和,和,管,管,路,路,中,中,的,的,浆,浆,液,液,中,中,的,的,固,固,体,体,组,组,分,分,的,的,含,含,量,量,会,会,有,有,一,一,定,定,的,的,影,影,响,响,，,，,特,特,别,别,是,是,颗,颗,粒,粒,较,较,小,小,的,的,组,组,分,分,。,。,如,加,加,大,大,水,水,循,循,环,环,率,率,，,，,即,即,减,减,小,小,废,废,水,水,的,的,排,排,放,放,量,量,，,，,则,则,会,会,加,加,大,大,液,液,体,体,中,中Cl,离,离,子,子,和,和,硫,硫,酸,酸,根,根,的,的,含,含,量,量,，,，,对,对,设,设,备,备,管,管,道,道,的,的,材,材,质,质,要,要,求,求,高,高,，,，,石,石,膏,膏,的,的,纯,纯,度,度,差,差,。,。,但,但,是,是,如,如,果,果,加,加,大,大,废,废,水,水,的,的,排,排,放,放,量,量,，,，,则,则,会,会,增,增,加,加,废,废,水,水,处,处,理,理,系,系,统,统,的,的,建,建,造,造,成,成,本,本,及,及,废,废,水,水,处,处,理,理,的,的,运,运,行,行,成,成,本,本,，,，,同,同,时,时,耗,耗,水,水,量,量,增,增,加,加,。,。,所以合理的,选,选择,确定,水,水平衡对于,优,优化系统设,计,计,降低成,本,本,及节约,用,用水都有至,关,关重要的作,用,用。,3、水平衡,1基本,假,假定,系统中水,无,无损失；,系统处于,正,正常稳定运,行,行的工况下,；,；,进口原烟,气,气中的水蒸,气,气在经过塔,时,时不参与作,用,用。,2计算,原,原理和方法,原理：进系,统,统水=出系,统,统水，,WFGD,系统的水平,衡,衡图见,图,。,进系统水:,进,进口原烟气,所,所带气态水,工艺水,出系统水:,出,出口进烟气,所,所带水(气,、,、液),石,膏,膏带走水,石,石膏结晶水,、,、废水。,FGD,SYSTEM,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）,石膏带走水,石膏浆液系,统,统滤液,制浆,G,烟气入口带,入,入水,+G,工艺补充水,+G,返塔水量,=G,烟气出口带,出,出水,+G,废水,+G,脱硫产物最,终,终带出结晶,水,水,+G,石膏浆液中,返,返回液水,要求的,工艺补充水,量,量,：公式1,工艺水主要,补,补入点：,除雾器冲洗,水,水：由除雾,器,器设备决定,。,。,滤布滤饼冲,洗,洗水0.5G,石膏,石灰石浆液,制,制备水（见,固,固平衡）,吸收塔补充,水,水（备用）,其他冲洗水,（,（备用）,G,石膏结晶水,、G,石膏带走水,：见固平衡,G,烟气带走水,：75mg/Nm,3,烟气。,3、水平衡,废水量Y的,确,确定：公式2,根据水中氯,离,离子浓度确,定,定：,CL,水,：工艺水中,氯,氯离子含量50mg/L,CL,煤,：煤中氯离,子,子含量0.037%,CL,石膏,：石膏中氯,离,离子含量100mg/L,B,g,耗煤量,4、吸收塔,总,总物料平衡,除雾器冲洗水,Qy2净 烟 气,Qy1原烟气,G浆液,吸收塔,X排出浆液,P滤液返回,补充水,Qyk氧化风,4、吸收塔,总,总物料平衡,公式3,G,皮带冲洗水,：0.5t/t石膏,G,浆液,：见吸收剂,需,需求量计算,G,制浆水,：见吸收剂,需,需求量计算,X：塔底排,除,除浆液总量,X(G,固体+,P,中含固量+,G,制浆水中含,固,固量,)/15,G,固：,见脱硫塔底,固,固体量计算,热平衡是,WFGD,系统物料平,衡,衡中的主要,平,平衡之一，,它,它在相当程,度,度上决定着,水,水平衡。热,平,平衡中的蒸,发,发水是系统,的,的主要水耗,。,。,由于烟气中,含,含有腐蚀性,的,的酸性气体,和,和水蒸气的,存,存在，烟气,温,温度的高低,，,，对于系统,烟,烟道的防腐,有,有着直接的,影,影响，它决,定,定了防腐材,料,料及措施的,选,选择。而烟,气,气温度的高,低,低与吸收塔,的,的热平衡有,很,很大的关系,。,。,5、热平衡,系统热平衡,示,示意图,原烟气热,（处理前的,烟,烟气）,进塔水热,氧化空气热,吸收剂热,废水带走热,石膏带走热,净 烟 气,热,热,（处理后的,烟,烟气）,FGD,吸收塔,反应热,石膏处理系,统,统,石膏浆液带,走,走热,返回热,散热,5。热平衡,热平衡是,WFGD,系统物料平,衡,衡中的主要,平,平衡之一，,它,它在相当程,度,度上决定着,水,水平衡。热,平,平衡中的蒸,发,发水是系统,的,的主要水耗,。,。,由于烟气中,含,含有腐蚀性,的,的酸性气体,和,和水蒸气的,存,存在，烟气,温,温度的高低,，,，对于系统,烟,烟道的防腐,有,有着直接的,影,影响，它决,定,定了防腐材,料,料及措施的,选,选择。而烟,气,气温度的高,低,低与吸收塔,的,的热平衡有,很,很大的关系,。,。,FGD,SYSTEM,工艺水热,氧化空气热,吸收剂热,返回液带入,热,热,石膏浆液带,走,走热,净 烟 气,热,热,（处理后的,烟,烟气）,原烟气热,（处理前的,烟,烟气）,反应热,由于FGD,系,系统的传质,传,传热过程主,要,要是在吸收,塔,塔中完成的,，,，所以选定,吸,吸收塔为热,平,平衡的研究,对,对象：,5、热平衡,目的：,计算出口烟,温,温选择GGH；,烟道防腐材,料,料；,蒸发水量,确定耗水,量,量。,1基本,假,假定,热平衡的计,算,算基于以下,几,几个基本假,定,定：,脱硫塔反应,系,系统是一个,绝,绝热反应；,烟气的,进,进出口动能,忽,忽略不计；,反应塔,传,传热迅速完,全,全；,氧化风,的,的进口压力,小,小于,0.1Mpa,，温度和压,力,力可以近似,为,为理想气体,的,的处理范围,，,，焓值同样,取,取各组分的,焓,焓值之和。,5、热平衡,2计算,原,原理和方法,进塔烟气热+进塔水热+氧化空气,热,热+吸收剂,热,热+返回热,反应热=,出,出塔烟气热+石膏浆液,带,带走热,吸收剂热包,括,括石灰石磨,机,机研磨能量,和,和吸收剂物,理,理热,，由于吸收,剂,剂量小，吸,收,收剂热量忽,略,略,；,进塔水包含