脱硫设计计算方法.ppt

湿式石灰石 石膏法烟气脱硫 设计方法及过程 湿法脱硫设计 1 物料平衡计算 建立物料平衡表烟气平衡脱硫剂 脱硫产物 平衡水平衡 烟气原始参数 确定关键参数 钙硫比脱硫效率液气比石膏品质石灰品质 脱硫剂的选取 脱硫剂矿源品位脱硫剂的物理化学特性 真实密度 堆积密度 粒径分布 空隙率 分形 比表面积 活性 吸硫特性影响脱硫剂吸硫特性的因素 水份 温度 浓度 脱硫剂物理特性 2 建立工艺流程图 与物料平衡表同时 3 关键控制回路 烟气量 烟气中二氧化硫浓度及钙硫比控制进浆量pH值调节 4 脱硫反应塔 上升速度停留时间液气比pH值循环浆液浓度液柱高度脱硫能力搅拌防腐蚀防堵塞 氧化曝气装置 循环氧化槽的容量氧化空气的停留时间氧化空气的过量系数氧化空气的压力 温度循环浆液的pH值CaSO3的结晶与CaSO4结晶氧化曝气装置的防堵塞氧化曝气装置的防腐蚀 浆液喷射装置 浆液流量的调节喷嘴的特殊结构浆液管道的防腐蚀浆液管道的防堵 防垢 5 平面布置 烟气脱硫过程 设计计算 烟气平衡 燃煤 烟气组份 输入数据机组容量300 MWel 燃煤热值 Hu 20 600 kJ kg 全厂效率41 3 含硫量0 79 假定 1 kg 煤 8 5 Nm wet 烟气含水量 7 2 燃煤烟气组份 燃烧计算 燃煤烟气成分 水蒸汽密度 烟气密度assumeddataDensityfluegas 1 35 kg Nm 质量流量 燃煤烟气成分 化学过程输入数据SO2 removalefficiency 95 Sproportionincoal 0 79 Coal 127 t h S O2 SO2Noteatomicmass S 32 g mol O 16 g mol Ca 40 g mol C 12 g mol H 1 g mol 燃煤烟气成分 SO2production removal 燃煤烟气成分 SO2 contentInputdataassumeddataO2contentindrygas 7 燃煤烟气成分 SO2contentat6 O2 燃煤烟气成分 吸收塔热动力学 绝热饱和 假定电除尘器出口温度 138 C GGH出口温度 108 C 干烟气中水含量计算 在h x图上 108 C 和0 046 kg kg dry 的交点的焓h 233 kJ kg 沿等焓线到饱和线可得到饱和温度 吸收塔热动力学 绝热饱和 Thermodynamicsforscrubber adiabaticsaturation 吸收塔出口净烟气 吸收塔热动力学 绝热饱和 烟气计算结果 AbsorberINLET AbsorberOUTLET 液相平衡 13 wt 50 wt 3 wt 石灰石消耗 石膏产量 1SO2 1CaCO3 2H2O 1 2O2 CaSO4 2H2O CO2Notemolarmass SO2 64 g mol CaCO3 100 g mol H2O 18 g mol CO2 44 g mol O2 32 g mol CaSO4 2H2O 172 g mol Example Afluegasdesulphurisationplantwith2 t h SO2 emissionsneeds andproduces 水平衡 废水 a keepCl level 15to20 g l b keepsulfatelevel 35 g l b keepash inertlevelinabsorberslurry 13 WastewaterflowbasedonCl levelInput assumption DatafromexperienceHCl removal 98 废水流量 水平衡 工艺水消耗Sumof WaterforfluegassaturationWastewaterMoisturegypsum crystalwaterDropletemission negligible 水平衡 石膏脱水 Forthescrubbingandcrystallizationprocessintheabsorber thegypsumsolidcontentisbetween5and20 Inputassumeddata 石膏浆液的密度 石膏脱水 旋流器底流密度旋流器顶流密度 石膏脱水 石膏产量 石膏脱水 水力旋流器 4 7 assumptionrelatedto13 solidsintheflowfromtheabsorber 3 solidsinthecycloneoverflowand50 solidsinthecycloneunderflow 石膏脱水 吸收塔来石膏浆液 石膏脱水 石膏脱水 水力旋流器顶流成分 假定 50 ofsolidsisgypsum25 ofsolidsisash25 ofsolidsislimestone 石膏脱水 石灰石浆液供给 石灰石消耗石灰石浆液密度石灰石固体密度石灰石浆液质量流量 石灰石浆液密度石灰石浆液体积流量 石灰石浆液供给 浆池尺寸 浆液罐的停留时间浆液罐体积 假定 假定 滤液箱尺寸 滤布冲洗水量石膏冲洗水量take50 fromgypsummassflow assumption 滤液量 滤液箱停留时间 假定 滤液箱容积 assumption 滤液箱尺寸 吸收塔尺寸 烟气流量SO2浓度SO2 脱硫率液气比 L G 12 l Am atabsorberoutlet 假定 吸收塔循环浆液流量及每泵的流量Absorbertemperature 48 C 喷淋层数 pumps 3 吸收塔尺寸 吸收塔直径吸收塔烟气流速w 3 7 m s assumption 吸收塔循环区体积循环浆液停留时间t 4 3min assumption 吸收塔尺寸 吸收塔循环浆液区高度Sumpheight11 9 m Heighttillfluegasduct1 5 m Fluegasductheight4 0 m Heighttofirstspraybank fromfluegasduct 2 5 m Sprayingbanks 2x1 5 m 3 0 m Heighttillmisteliminator1 3 m Heightoftwostagedropletseparators2 5 m Heightfluegasoutletduct3 0 m Sum29 7 m Totalabsorberheight H 30 m 吸收塔尺寸 增压风机和循环泵的能耗 增压风机吸收塔压损 assumption 10 mbar GGH压损12 mbar 烟道压损7 mbar 总压损29 mbar SpecificfluegastransportworkForboosterfanwith85 effectiveness 功率消耗Pumpefficiency 0 89Volumeflow pump 5 300 m h Liquidlevel 11 9 m Geod height 1 5 m 4 0 m 2 5 m 1 5 m 9 5 m Pressureatnozzles 10 m 1 bar Pressureheightpipes 3 m sum 22 5 m 增压风机和循环泵的能耗 中间层泵的能耗三层泵的总能耗 增压风机和循环泵的能耗 烟道尺寸 净烟气烟道直径Fluegasvelocityw 18 m s assumption Saturatedcleangas原烟气烟道直径 管道计算 1 石灰石浆液输送管Particlesizelimestone 90 44 md50 15 mConcentration30 totalsolidsamountTransportvelocity 6xsettlingvelocityNormallywtransport 2 5 m s Volumeflowsuspension 8 m h 石灰石浆液输送管直径 石灰石浆液循环管直径Volumeflowcirculation2 Vsuspension Absorber 管道计算 2 石膏浆液管径Particlesizegypsumd50 35 50 mTransportvelocity 6xsettingvelocityNormallywtransport 2 5 m s 至旋流器石膏浆液管径 管道计算 氧化风计算 强制氧化SO2 H2O HSO3 H HSO3 O2 SO42 H 1molSO2needs molO21kgSO2needs32 2 64kgO2StoichiometricfactorforO2 absorptioninabsorbersump 2 5 specificweightO2 O2体积 空气体积 氧化风计算 氧化风压头Injectionpointinabsorber distancetoliquidlevel 6 m 氧化风计算 吸收塔搅拌器计算 Needofenergyforagitating80 W m elAbsorbersumpvolume865 m AgitatorcapacityPel 865 m x80 W m 69 kW Numberofagitators4能耗及搅拌器 石灰石粉仓计算 Capacityforlimestonesilo7days assumption Maximumdensity1 400 kg m Normaldensity1 000 kg m Limestoneconsumption2 97 t h Storagevolume 石膏仓计算 Capacityforgypsumstorage5days assumption Normaldensity1 000 kg m Gypsumproduction5 11 t h dry5 11 0 9 5 7 t h wet 10 moisture 存储容积 真空带式脱水计算 过滤面积1 m foragypsumproductionof1 t h dry assumption Gypsumproduction Filterarea 5 1 m noredundance 真空带式脱水机容量Install2filterswitheach70 ofmaximalcapacity2x70 completefilterarea2x0 7x5 1 m 2filterseach3 5 m 所需真空泵真空泵电耗Atypicalpressuredropis0 3 bar absoluteTheenergyneededforonecumicmeterofairisEel 40 Wh m assumption TheelectricpowerneededforonebeltfilterisPel 1 050 m h x40 Wh m Pel 42 kW eachfilter 真空带式脱水计算