小学教育湿式石灰石石膏法烟气脱硫设计方法及过程.pptx

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1、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）平衡水平衡第1页/共82页烟气原始参数第2页/共82页确定关键参数钙硫比脱硫效率液气比石膏品质石灰品质第3页/共82页第5页/共82页第6页/共82页第7页/共82页第8页/共82页第9页/共82页第10页/共82页2、建立工艺流程图与物料平衡表同时第11页/共82页第12页/共82页第13页/共82页第14页/共82页第15页/共82页第16页/共82页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值调节第17页/共82页第18页/共82页第19页/共82页第20页/共82页第21页/共82页第22页/共

2、82页4、脱硫反应塔、脱硫反应塔上升速度上升速度停留时间停留时间液气比液气比pHpH值值循环浆液浓度循环浆液浓度液柱高度液柱高度脱硫能力脱硫能力搅拌搅拌防腐蚀防腐蚀防堵塞防堵塞第23页/共82页氧化曝气装置氧化曝气装置循环氧化槽的容量循环氧化槽的容量氧化空气的停留时间氧化空气的停留时间氧化空气的过量系数氧化空气的过量系数氧化空气的压力、温度氧化空气的压力、温度循环浆液的循环浆液的pHpH值值CaSOCaSO3 3的结晶与的结晶与CaSOCaSO4 4结晶结晶氧化曝气装置的防堵塞氧化曝气装置的防堵塞氧化曝气装置的防腐蚀氧化曝气装置的防腐蚀第24页/共82页浆液喷射装置浆液喷射装置浆液流量的调节浆

3、液流量的调节喷嘴的特殊结构喷嘴的特殊结构浆液管道的防腐蚀浆液管道的防腐蚀浆液管道的防堵、防垢浆液管道的防堵、防垢第25页/共82页第26页/共82页第27页/共82页第28页/共82页5、平面布置、平面布置第29页/共82页烟气脱硫过程设计计算第30页/共82页烟气平衡第31页/共82页燃煤/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%第32页/共82页燃煤烟气组份燃烧计算第33页/共82页燃煤烟气成分水蒸汽密度第34页/共82页烟气密度 assumed d

4、ataDensity flue gas 1,35 kg/Nm质量流量燃煤烟气成分第35页/共82页化学过程输入数据SO2 removal efficiency 95%S proportion in coal 0,79%Coal 127 t/hS+O2=SO2Note atomic mass:S =32 g/molO =16 g/molCa=40 g/molC =12 g/molH =1 g/mol 燃煤烟气成分第36页/共82页SO2 production&removal燃煤烟气成分第37页/共82页SO2-contentInput data assumed dataO2 content in

5、 dry gas 7%燃煤烟气成分第38页/共82页SO2 content at 6%O2燃煤烟气成分第39页/共82页吸收塔热动力学/绝热饱和假定电除尘器出口温度 138 CGGH出口温度 108 C干烟气中水含量计算第40页/共82页在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/绝热饱和第41页/共82页Thermodynamics for scrubber/adiabatic saturation第42页/共82页吸收塔出口净烟气吸收塔热动力学/绝热饱和第43页/共82页烟气计算结果Absor

6、ber INLETAbsorber OUTLET第44页/共82页液相平衡13%wt50%wt3%wt第45页/共82页石灰石消耗/石膏产量1 SO2 +1 CaCO3 +2 H2O +1/2 O2 CaSO4 2H2O +CO2 Note molar mass:SO2 =64 g/molCaCO3 =100 g/molH2O=18 g/molCO2 =44 g/molO2 =32 g/mol CaSO42H2O=172 g/mol Example:A flue gas desulphurisation plant with 2 t/h SO2-emissions needs:and prod

7、uces:第46页/共82页水平衡废水(a)keep Cl-level 15 to 20 g/l(b)keep sulfate level 35 g/l(b)keep ash+inert level in absorber slurry 13%Waste water flow based on Cl-levelInput(assumption):Data from experience HCl-removal 98%第47页/共82页废水流量水平衡第48页/共82页工艺水消耗Sum of:Water for flue gas saturation Waste waterMoisture gyp

8、sum+crystal waterDroplet emission(negligible)水平衡第49页/共82页石膏脱水For the scrubbing and crystallization process in the absorber,the gypsum solid content is between 5 and 20%.Input assumed data第50页/共82页石膏浆液的密度石膏脱水第51页/共82页旋流器底流密度旋流器顶流密度石膏脱水第52页/共82页石膏产量石膏脱水第53页/共82页水力旋流器From AbsorberTo AbsorberTo Belt Fil

9、ter4,7assumption related to 13%solids in the flow from the absorber,3%solids in the cyclone overflow and 50%solids in the cyclone underflow 石膏脱水第54页/共82页吸收塔来石膏浆液石膏脱水第55页/共82页AbsorberAbsorberHydrocyclone Hydrocyclone underflowunderflowHydrocyclone Hydrocyclone overflowoverflowBeltfilterBeltfilterFilt

10、rateFiltrateMass flow Mass flow suspensionsuspension47.940 kg/h10.200 kg/h37.740 kg/h5.670 kg/hgypsum wet4.530 kg/hMass flow Mass flow Gypsum Gypsum drydry6.232 kg/h5.100 kg/h1.132 kg/h5.100 kg/hMass flow Mass flow WaterWater41.708 kg/h5.100 kg/h36.608 kg/h570 kg/hwater in gypsum4.530 kg/hVolume flo

11、w Volume flow suspensionsuspension44,4 m/h7,3 m/h37,1 m/h石膏脱水第56页/共82页水力旋流器顶流成分(假定)50%of solids is gypsum25%of solids is ash25%of solids is limestone石膏脱水第57页/共82页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第58页/共82页石灰石浆液密度石灰石浆液体积流量石灰石浆液供给第59页/共82页浆池尺寸浆液罐的停留时间 浆液罐体积(假定)(假定)第60页/共82页滤液箱尺寸滤布冲洗水量石膏冲洗水量take 50%fr

12、om gypsum mass flow(assumption)滤液量第61页/共82页滤液箱停留时间 (假定)滤液箱容积(assumption)滤液箱尺寸第62页/共82页吸收塔尺寸烟气流量SO2浓度SO2-脱硫率液气比:L/G=12 l/Am at absorber outlet(假定)第63页/共82页吸收塔循环浆液流量及每泵的流量Absorber temperature=48 C喷淋层数(pumps)=3吸收塔尺寸第64页/共82页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=4,3 min(assumption)吸收塔尺寸第65

13、页/共82页吸收塔循环浆液区高度Sump height11,9 mHeight till flue gas duct 1,5 mFlue gas duct height 4,0 mHeight to first spray bank(from flue gas duct)2,5 mSpraying banks:2x1,5 m 3,0 mHeight till mist eliminator 1,3 mHeight of two stage droplet separators 2,5 mHeight flue gas outlet duct 3,0 mSum29,7 mTotal absorb

14、er height:H=30 m吸收塔尺寸第66页/共82页增压风机和循环泵的能耗增压风机吸收塔压损(assumption)10 mbarGGH压损 12 mbar烟道压损 7 mbar总压损 29 mbarSpecific flue gas transport workFor booster fan with 85%effectiveness第67页/共82页功率消耗Pump efficiency=0,89Volume flow(pump)=5.300 m/hLiquid level=11,9 mGeod.height=1,5 m+4,0 m+2,5 m+1,5 m=9,5 mPressur

15、e at nozzles=10 m (1 bar)Pressure height pipes=3 msum=22,5 m增压风机和循环泵的能耗第68页/共82页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第69页/共82页烟道尺寸净烟气烟道直径Flue gas velocity w=18 m/s(assumption)Saturated clean gas原烟气烟道直径第70页/共82页管道计算1)石灰石浆液输送管Particle size limestone =90%44 m d50 15 mConcentration30%total solids amountTransport ve

16、locity 6 x settling velocityNormallywtransport 2,5 m/sVolume flow suspension =8 m/h石灰石浆液输送管直径第71页/共82页石灰石浆液循环管直径Volume flow circulation2Vsuspension(Absorber)管道计算第72页/共82页2)石膏浆液管径Particle size gypsumd50=35 50 mTransport velocity 6 x setting velocityNormally wtransport 2,5 m/s至旋流器石膏浆液管径管道计算第73页/共82页氧化

17、风计算强制氧化SO2+H2O HSO3-+H+HSO3-+O2 SO42-+H+1 mol SO2 needs mol O21 kg SO2 needs 32:2/64 kg O2Stoichiometric factor for O2-absorption in absorber sump 2,5 specific weight O2:第74页/共82页 O2体积:空气体积:氧化风计算第75页/共82页氧化风压头Injection point in absorber:distance to liquid level=6 m氧化风计算第76页/共82页吸收塔搅拌器计算Need of energ

18、y for agitating 80 W/melAbsorber sump volume 865 mAgitator capacity Pel=865 m x 80 W/m=69 kWNumber of agitators 4能耗及搅拌器第77页/共82页石灰石粉仓计算Capacity for limestone silo7 days(assumption)Maximum density1.400 kg/mNormal density1.000 kg/mLimestone consumption2,97 t/hStorage volume 第78页/共82页石膏仓计算Capacity for

19、gypsum storage 5 days(assumption)Normal density 1.000 kg/mGypsum production 5,11 t/h dry 5,11/0,9=5,7 t/h wet(10%moisture)存储容积第79页/共82页真空带式脱水计算过滤面积1 m for a gypsum production of 1 t/h dry(assumption)Gypsum production Filter area=5,1 m(no redundance)真空带式脱水机容量Install 2 filters with each 70%of maximal

20、capacity2 x 70%complete filter area 2 x 0,7 x 5,1 m=2 filters each 3,5 m第80页/共82页所需真空泵真空泵电耗A typical pressure drop is 0,3 bar absoluteThe energy needed for one cumicmeter of air is Eel=40 Wh/m(assumption)The electric power needed for one belt filter is Pel=1.050 m/h x 40 Wh/mPel=42 kW each filter真空带式脱水计算第81页/共82页感谢您的观看！第82页/共82页