(完整word版)脱硫计算公式比较全.pdf

湿法脱硫系统物料平衡一、计算基础数据（1） 待处理烟气烟气量：1234496Nm3/h（wet） 、1176998 Nm3/h（dry）烟气温度：114烟气中 SO2浓度：3600mg/Nm3烟气组成：组分SO2O2H2OCO2N2飞灰石灰石浓度：96.05%二、平衡计算分子量64.063218.0244.0128.02Vol%0.1137.56(dry)4.6612.28(dry)80.01(dry)mg/Nm33600（6%O2）200（1 1）原烟气组成计算）原烟气组成计算组分SO2O2H2OCO2N2飞灰合计平均分子量平均密度Vol%(wet)0.1087.2084.6611.70876.283mg/Nm33226（7.56%O2）200（dry）kg/h37971271164621428390911771452351638416Kmol/h59.333972.382564.596452.4842042.8955091.67（0.10864.06+7.20832+4.6618.02+11.70844.01+76.28328.02）/100=29.741.327kg/m31（2 2）烟气量计算）烟气量计算1 1、（增压风机出口（增压风机出口 GGH GGH 出口）出口） ：取GGH的泄漏率为0.5%， 则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h （1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了 0.5%，见下表。温度为 70。组分SO2O2H2OCO2N2飞灰合计Vol%(wet)0.1087.2084.6611.70876.283mg/Nm33226（7.56%O2）200kg/h37781264804598328248911712592341630224Kmol/h59.033952.522551.786420.2241832.6854816.212 2、（氧化空气）（氧化空气） ：假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778（1-95.7%）=163 kg/h，二氧化硫脱除量=（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。取 O/S=4需 空 气 量 =56.434/2/0.21=537.14kmol/h28.86 （ 空 气 分 子 量 ）=15499.60kg/h，约 12000Nm3/h。其中氧气量为 537.14 kmol/h0.21=112.80 kmol/h32=3609.58kg/h氮气量为 537.14 kmol/h0.79=424.34 kmol/h28.02=11890.02kg/h。氧化空气进口温度为 20，进塔温度为 80。3 3、（GGHGGH 出口出口脱硫塔出口）脱硫塔出口） ：烟气蒸发水量计算：1）假设烟气进塔温度为 70，在塔内得到充分换热，出口温度为 40。由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为 0.2536kcal/kg.，Cp（40）=0.2520 kcal/kg.。Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528 kcal/kg.氧化空气进口温度为80，其比热约为0.2452 kcal/kg.， Cp（40）2=0.2430kcal/kg.。Cp空气=（0.2452+0.2430）/2=0.2441 kcal/kg.Cp 水（2040）=1.0kcal/kg.r水（20）=586kcal/kgr水（40）=575kcal/kg烟气蒸发水量=0.2528 （70-40） 1630224+0.244115491.12 （80-40） /1.0（40-20）+（586+575）/2=20841kg/h=1156.55kmol/h水蒸汽含量=（2551.78+1156.55）/（54816.21+1156.55）=6.63%40水蒸汽饱和蒸汽压=0.00737MPa。烟气总压 102000Pa。40烟气饱和水蒸汽含量=0.00737/0.102=7.23%根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和小于 40烟气饱和水蒸汽含量。因此，实际出口温度小于 40。2 2）假设出口温度为）假设出口温度为 3535烟气蒸发水量=0.2528 （70-35） 1630224+0.244115491.12 （80-35） /1.0（40-20）+（586+575）/2=24296.6kg/h=1348.31kmol/h水蒸汽含量=（2551.78+1348.31）/（54816.21+1348.31）=6.94%35水蒸汽饱和蒸汽压=0.00562MPa。35烟气饱和水蒸汽含量=0.00562/0.102=5.51%根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和大于 35烟气饱和水蒸汽含量。因 此 ， 实 际 出 口 温 度 大 于 35 ， 取 38.5 ， 则 烟 气 蒸 发 水 量 为1213.82kmol/h18.02=21873kg/h ， 其 水 蒸 汽 含 量 = （ 2551.78+1213.82 ） /（54816.21+1213.82）=6.72%38.5水蒸汽饱和蒸汽压=0.00684MPa。38.5烟气饱和水蒸汽含量=0.00684/0.102=6.71%根据上述计算结果可知，脱硫塔出口温度为根据上述计算结果可知，脱硫塔出口温度为 38.538.5。3 3 3）反应产生的二氧化碳量）反应产生的二氧化碳量GCO2= 44.0156.43kmol/h=2483.48kg/h 4 4）烟气中夹带水量）烟气中夹带水量按烟气总质量的 0.005 计，夹带量=1630224kg/h 0.005=8151.12kg/h 5 5）脱硫塔出口烟气组分）脱硫塔出口烟气组分组分SO2O2H2OCO2N2飞灰合计总烟气量4 4、（脱硫塔出口（脱硫塔出口GGHGGH 出口）出口） ：在此过程中新增了原烟气泄漏的 0.5%烟气。组分SO2O2H2OCO2N2飞灰合计总烟气量5 5、（GGHGGH 出口出口烟囱进口）烟囱进口） ：这一过程烟气量及性质基本不变。Vol%(wet)0.0057.0887.39211.37074.144kg/h163+37970.5%=182129187+1271160.5%=12982376007+462140.5%=76238284972+2839090.5%=2863921183149+11771450.5%=118903558.5+2350.5%=59.716817301282023Kmol/h2.844056.964230.756507.4242435.2257233.19Vol%(wet)0.0047.0887.40511.63874.134kg/h163126480+3609.583/4=12918745983+21873+8151.12=76007282489+2483.48=2849721171259+11890.02=1183149234（1-1-75%75%）=58.516733741275857Nm3/hKmol/h2.544037.104217.936475.1842225.1656957.914（3 3）脱硫液及石膏的平衡）脱硫液及石膏的平衡CaSO4.2H2O 分子量为：172.17CaSO3.1/2H2O 分子量为：129.15CaCO3分子量为：100.091 1、脱硫剂的需求量、脱硫剂的需求量1）烟气中 SO2脱除量=56.43kmol/h2）需纯的石灰石量=56.43 kmol/h3）考虑到溶液循环过程中的损失，需加入的石灰石量为=（1+2%）56.43kmol/h=57.56kmol/h4）需 96.05%的石灰石=57.56100.09/0.9605=5997.96kg/h其中：CaCO3量=5997.960.9605=5761.04kg/h其中：杂质量=5997.960.0395=236.92kg/h5）如使用工业水制备 30%含固量浆液需水量：5997.96kg/h/0.30.7=13995.24kg/h6）如使用 2.6%含固量的脱硫反应塔塔底浆液旋流分离液制备 30%含固量浆液需水量为：设 2.6%含固量旋流分离液的固体物量为 X kg/h，以水平衡可列下式：X/2.6%（1-2.6%）=（X+5997.96）/30%（1-30%）X=398.40kg/h水量=398.40/2.6%（1-2.6%）=14924.68kg/h需 2.6%的塔底浆液旋流分离液=398.40+14924.68=15323.08kg/h30%浆液量=14924.68/（1-30%）=21320.97kg/h2 2、脱硫塔底固体量、脱硫塔底固体量假设干脱硫产物中 CaSO4.2H2O 与 CaSO3.1/2H2O 质量比为 0.92：0.01。其摩尔比为：(0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01：11）CaSO4.2H2O 生成量=56.43 172.1769.01(69.01+1)=9576.78kg/h2）CaSO3.1/2H2O 生成量=56.43 129.151(69.01+1)=104.10kg/h3）产物中未反应的 CaCO3量=5761.04-56.43 100.09=112.96kg/h4）杂质量=236.92kg/h5）脱除下来的飞灰量=234 75%=175.50kg/h5脱硫塔底固体量=GCaSO4.2H2O+GCaSO3.1/2H2O+G CaCO3+G杂质+G飞灰=9576.78+104.10+112.96+236.92+175.50=10206.26kg/h组分CaSO4.2H2OCaSO3.1/2H2OCaCO3杂质飞灰合计3 3、反应产物中结晶水量、反应产物中结晶水量1）CaSO4.2H2O 中结晶水量=9576.78/172.17218.02=2004.69kg/h2）CaSO3.1/2H2O 中结晶水量=104.10/129.151/218.02=7.26kg/h反应产物中结晶水量为 2004.69 + 7.26 = 2011.95kg/h4 4、除雾器冲洗水、除雾器冲洗水冲洗水喷淋密度？（一小时冲洗一次，每次 5 分钟）除雾器冲洗水=5 5、脱硫反应后塔底最终排出量、脱硫反应后塔底最终排出量物料平衡以不补充新鲜水为条件。设一级旋流器入口浆液浓度为 10.8%，下出口浆液浓度为 50%，上出口浆液浓度为 2.6%，则可算出下出口溶液量为进口量的17.3%；设二级旋流器下出口浆液浓度为 20%，上出口浆液浓度为 1.3%；真空皮带过滤机固体损失率为 0.9%，石膏含固率为 90%。设塔底浆液总流量为 X kg/h，排入污水处理系统总流量为 Y kg/h，则可列以下平衡方程式：Y1.3% + X17.3%50%=10206.26kg/h(1) (根据设定和固体物量平衡)真空皮带过滤物料平衡：17.3%X kg/h （一级旋流器滤液）含固率 50%真 空过 滤机质量流量 kg/h9576.78104.10112.96236.92175.5010206.26W%93.831.021.112.321.72100溢流固体量为：17.3%X 50%0.9%石膏含固率 90%6可求出石膏量为 17.3%X50%（1-0.9%）/90%=0.09525 X溢流量为 17.3%X-0.09525X=0.07775X根据设定及脱硫塔总物料平衡：塔体输入量：烟气量=1630224kg/h；氧化空气量=15499.60kg/h；石灰石浆液量=21320.97kg/h；除雾器冲洗水量=？真空皮带过滤机溢流返塔量=0.07775X；一级旋流器溢流返塔量=（1-17.3%）X=0.827X-15323.08塔体输出量：烟气量=1673374kg/h；塔底浆液流量=X kg/h；废水流量=Y kg/h则平衡方程式为：1630224 + 15499.60 + 21320.97 + G冲洗水量+ 0.07775X + 0.827X-15323.08=1673374 + X + Y= G冲洗水量-21652.51=0.09525X + Y(2)若已知除雾器冲洗水量则可联立方程式（1）和（2）求出 X 和 Y。假设除雾器冲洗水量为 96000kg/h，则X=108369 kg/hY=64025 kg/h6 6、水平衡验算、水平衡验算G烟气出口带出水+ G塔底排放浆液带出自由水+ G脱硫产物最终带出结晶水- （ G烟气入口带入水+ G除雾器冲洗水+ G石灰石浆带入水+ G返塔水量）=76007 + 108369（1-10.8%）+2011.95 -（45983 + 96000 + 14924.68 + 17782.76）= -6.3427ClCl- -平衡计算平衡计算一、原始数据：入塔烟气量：1234496 Nm3/h（dry） （1-0.5%）=1171113 Nm3/hO2浓度：5.09%（空气过量系数为 1.32）HCl 浓度：60mg/Nm3（6%O2，空气过量系数为 1.4）工艺水中 Cl 浓度为：464.16mg/L二、氯平衡计算1） 入塔氯化物量（以 Cl 为基准） ：1.4/1.32 1171113 60 10-6=74.53kg/h2） 工艺水带入的氯化物量（以 Cl 为基准） ：96000 464.1610-6=44.56kg/h假定吸收塔中 Cl 浓度为 20000mg/L，吸收塔中溶液体积为8