燃煤锅炉烟气的脱硫工艺设计详解.doc

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1、大气污染把握工程课程设计设计题姓目名：15t/h 燃煤锅炉烟气的脱硫工艺设计学年号级：系部：食品工程学院专指导教业师：环境工程完成时间：1 / 171目 录1 设计任务及根本资料21.1 15t/h 燃煤锅炉烟气的脱硫工艺设计21.2 课程设计根本资料22 设计方案32.1 物料衡算32.2 工艺方案的比较和选择42.3 除硫效率72.4 除硫设备的论证72.5 工艺方案73 工艺计算93.1 冷却塔93.2 吸取塔103.3 换热器123.4 泵和风机的选型计算134附图. - 1 -5结论. - 2 - 1 - / 17- 1 -1设计任务及根本资料1.1 15t/h 燃煤锅炉烟气的脱硫工

2、艺设计1.2 课程设计根本资料1.2.1 课程设计目的大气污染把握工程课程设计是协作大气污染把握工程专业课程而单独设立的设计性实 践课程。教学目的和任务是使学生在学习专业技术根底和主要专业课程的根底上，学习和掌 握环境工程领域内主要设备设计的根本学问和方法，培育学生综合运用所学的环境工程领域 的根底理论、根本技能和专业学问分析问题和解决工程设计问题的力量，培育学生调查争辩， 查阅技术文献、资料、手册，进展工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的根本力量。1.2.2 设计要求设计思想与方法正确；态度端正科学；能正确运用所学的理论学问；能解决实际问题， 具备专业根本工程素养；具备正确猎取信息和综合处

3、理信息的力量；文字和语言表达正确、流畅；刻苦钻研、不断创；按时按量独立完成；图文工整、标准，设计计算准确合理。整体设计方案要重点突出其先进性、科学性、合理性和有用性。1.2.3 课程设计参数和依据1. 设计规模锅炉蒸发量 15t/h2. 设计原始资料1煤的工业分析如下表质量比，含N 量不计：发热量CHSO灰分水分2093965.7%3.2%2.1%2.3%18.1%8.6%2锅炉型号：FG-35/3.82-M 型（3） 锅炉热效率：75%（4） 空气过剩系数：1.3（5） 水的蒸发热：2570.8KJ/Kg（6） 烟尘的排放因子：30%（7） 烟气温度：473K（8） 烟气密度：1.18kg/

4、m39烟气粘度：2.410-5 pas（10） 尘粒密度：2250kg/m3（11） 烟气其他性质按空气计算（12） 烟气中烟尘颗粒粒径分布0.537.515253545556032平均粒径/m粒径分布/3. 排放标准按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2022中建燃煤锅炉标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：50mg/m3、二氧化硫排放浓度：300mg/m3。2设计方案2.1 物料衡算锅炉烟气含硫量计算用低位发热量、锅炉热效率、水的蒸发热求需煤量蒸发量为 15t/h 的锅炉所需热量为: 2570.8 15103 = 3.86 107 KJ / h3.86 1074 / 173需煤量:20

5、939 75%= 2.46 103 (KJ / H ) = 2.46T / H设 1kg 燃煤时质量/g煤成分的物质的量/ mol理论需氧量/ mol生成物的量/ molC65754.7554.75C0 54.752；H32168H O 162S210.660.66SO 0.662O231.44-0.72H O2864.78H O 4.7822.1.1 标准状态下理论空气量四号，加粗理论空气量： 62.56 + 62.56 3.78 = 299(mol / Kg)标准状态下的体积为: 299 22.4 10-3 = 6.7(m3 / kg)2.1.2 标准状态下理论烟气量理论烟气量： 62.5

6、6 3.78 + 54.75 +16 + 0.53 + 5 = 312.76(mol / kg) 标准状态下理论烟气体积： 312.76 22.4 10-3 = 7.01(m3 N / kg )2.1.3 标准状态下实际烟气量实际烟气量： 312.76 + (1.2-1) 299.0 = 372.56(mol / kg)标准状态下的体积： 372.56 22.4 10-3= 8.35(m3N/ kg )或： 7.01 + 6.7 (1.2 -1) = 8.35(m3N/ kg )6 / 174T=473K 时，实际烟气体积：V T/ TNSN= 8.35 473 / 273 = 14.5m3

7、/ kg烟气量：14.5 3.44 103 = 49880m3 / h2.1.4 标准状态下烟气含尘浓度64 0.53SO2 的浓度： C=so28.35= 4.062g / m3 = 4062mg / m3SO2 的量：4062标准状态烟气浓度： C标=18.1% 30%/ 8.35 = 6503mg / m3实际烟气浓度: C实=18.1%30%/14.5=3745mg/m32.2 工艺方案的比较和选择石灰石/石膏法石灰石/石膏法是目前应用最广泛、最多、最成熟的典型的湿法烟气脱硫技术。我国湿 法烟气脱硫率可达98以上，接近100。国内承受此法脱硫的电厂主要有：重庆珞璜电厂 一期、重庆珞璜电

8、厂二期、太原第一热电厂、重庆电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂、陕西韩城其次电厂等。该工艺具有操作便利、原理简洁、脱硫效率高(局部机组CaS接近1，脱硫效率超过9O)、可应用于大容量机组、高SO2浓度条件、可利用率高(90)、吸取剂来源广泛、价格也低廉、副产品石灰具有综合利用价值、运行和维护本钱以及脱硫本钱较低，是目前公认应用最广泛、技术最为成熟的脱硫技术。喷雾枯燥脱硫法(SDA 法)SDA 法是美国 JOY 公司和丹麦 NIRO 公司联合研制出的脱硫工艺。目前，国内承受此工艺的电厂主要有四川白马电厂和山东黄岛电厂等。此工艺脱硫效果不是太高(一般在 7O左右)，适合于中、低硫煤的脱硫。四川白马

9、电厂机组每台容量为200 MW，承受 200 目的生石灰C O 纯度在 6O- 70)处理含硫量在 32左右的燃煤烟气(8000 m3 / h )，脱硫效率可a到达 8O左右。山东黄岛电厂机组每台为 210MW，承受粒径 4rflm 纯度为 7O的生石灰处理含硫量为 186的燃煤(烟气为 300000 m3 / h ，炉后抽出局部烟气)脱硫效率为 7O左右。SDA 工艺的特点：(1)工艺简洁，操作简便安全；(2)维护费用低；(3)腐蚀性小，可承受一般碳钢制造；(4)承受静电除尘器或布袋除尘器；(5)过程无废水产生；(6)压降低，能耗少，符合当前节能减排的要求；(7)可适用于低、中、高硫煤。海水

10、脱硫法海水脱硫工艺是利用海水的碱度和水化学特性到达脱除烟气中 SO2的方法，可用于燃煤含量硫不高并以海水作为循环冷却水的沿海电厂。海水脱硫的原理是在脱硫吸取塔内用海水作为脱硫剂逆行喷淋洗涤，烟气中的 SO 被海水吸取而除去，净化后的烟气经除雾器除2雾、经烟气换热器加热后排放，吸取 SO2被海水吸取并在洗涤液中发生水解和氧化作用，洗涤液引入曝气池，通过提升 pH 抑制 SO2的溢出。经曝气处理使其中的SO2- 被氧化成为3稳定的 SO2- 一并使海水的pH 值与COD 调整到达排放标准后排放大海。此套工艺一般适用于4海边、集中条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂，海水脱硫工艺简洁、无结垢

11、、 堵塞现象，吸取剂来源充分、可用率高，无脱硫灰渣产生，脱硫效率达9O以上。高、中、低硫煤均可以承受，但对于内陆电厂，推广使用不太现实，深圳西部电厂承受该套工艺用天然海水处理含硫量在 075的燃煤，脱硫效率在 9O以上。荷电干式喷射法采有该工艺的国内电厂主要有山东德州热电厂、杭州钢铁集团其次热电厂、广州造纸有 限公司自备电厂和兰化热电厂等。该套工艺具有占地少、投资本钱低、运行费用较低、脱硫率中等等特点，主要适用于中、低硫煤，山东德州热电厂利用该套装置处理含硫 10的燃煤脱硫率到达 7O左右。电子束照耀法(EBA 法EBA 法是一种较的脱硫工艺，其原理为：在烟气进入反响器之前先参加氨气，然后在反

12、响器中用电子产生的电子束照耀烟气，使水蒸气与氧等分子激发产生氧化力量强6 / 175的自由基，这些自由基使烟气中的SO2和 N0x 很快氧化，产生硫酸与硝酸，再和氨气反响形成硫酸铵和硝酸铵化肥，由于烟气温度高于露点，不需再热。EBA 法是一种干法处理过程，无废水废渣产生，脱硫率与脱硝率可分别到达9O和 8O以上。操作简洁、过程易于把握、对不同含硫量的烟气和烟气量的变化有较好的适应性和负荷跟踪性，副产物可以作为 化肥，脱硫本钱较低。国内成都热电厂承受该套装置处理含硫量2.0的燃煤，脱硫率达 8O 左右。氨水洗涤法脱硫工艺该脱硫工艺承受氨水作为脱硫吸取剂与进入吸取塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨

13、水反响生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进展氧化反响，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、枯燥器枯燥后即制得硫酸铵。该法脱硫效率高，能满足任何地方环保的要求，整个系统不产生废水或废渣、能耗低、符合节能目标、运行牢靠性高和适用性广。华东理工大学已经完成 2.5000 kW 机组烟气氨酸法脱硫中试。烟气循环流化床脱硫工艺(CFBFGD)循环流化床脱硫技术是一种使高速气流与所携带的稠密悬浮颗粒充分接触的技术。其原理是：在循环流化床中参加脱硫剂石灰石以到达脱硫的目的。由于流化床具有传质和传热的:特性，所以在有效吸取SO的同时还能除掉HC1 和 HF 等有害气体。用此法可处理高硫煤，n当 Can2S

14、为 115 时，脱硫效率能到达 9O 97。CFBFGD 工艺由吸取剂制备、吸取塔、脱硫灰再循环、除尘器及把握系统等局部组成。一般承受干态的消石灰粉作为吸取剂，也可承受其它对SO2有吸取反响力量的干粉或浆液作为吸取剂。目前，科林公司与国际知名公司合作开发的循环流化床烟气脱硫技术已申报国家专利并在赤峰热电厂锅炉 130 th上应用，处于试运行阶段。脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫(PPCP 法)PPCP 法是靠脉冲高压电源在一般反响器中形成等离子体产生高能电子(5-20 eV)，由于只提高电子温度，而不是提高离子温度，能量效率比EBA 高 2 倍。此工艺设备简洁、操作简便、投资是 EBA 法的 60

15、 。因此，成为国际上千法脱硫脱硝的争辩前沿，而且该工艺8 / 176还具有脱硝力量，高能电子可以激活、裂解、电离烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反响器里烟气中的 SCh、NO 被活性粒子和自由基氧化为高价氧化物SO 、 NO32并与烟气中的 HO 相遇后形成 H SO224和 HNO3，在有 NH3或其它中和物存在的状况下生成(NH4)2SO4 (NH )4 2SOHN NO443的气溶胶，再由收尘器收集，具有有害污染物去除彻底、不产生二次污染等优点。旋转喷雾枯燥法将生石灰制成石灰浆，将石灰喷入烟气中，使氢氧化钙与烟气中的 SO2 反响生成亚硫酸钙。工艺流程比石灰石-石

16、膏法简洁，投资也比较小。脱硫率较低(约为 70-80%)、操作弹性小、钙硫比高、运行本钱高、副产物无法利用且易发生二次污染亚硫酸钙分解。湿法脱硫是一种化学吸取反响，吸取剂对吸取过程有很大的影响，不同的吸取剂与 SO2 反响的速度也不一样，常用的吸取剂有：氢氧化钠或碳酸钠、氧化镁、钠-钙双碱、氨、海水、石灰乳等。氢氧化钠或碳酸钠作为吸取剂脱硫，存在如下诸多问题：假设将脱硫后的产物亚硫酸钠回收利用，存在流程过长、回收费用过高、副产品无销路等问题；脱硫剂消耗量大、脱硫本钱高； 增加水处理费用。氧化镁作为吸取剂脱硫： 氧化镁来源有限；直接排放，对水体会造成严峻污染；假设循环利用脱硫剂，则流程很长、设备

17、繁多、占地面积大。海水作为吸取剂脱硫：海水通常呈碱性，具有自然的酸碱缓冲力量及吸取SO2 的力量，当 SO2 被海水吸取后， 在经处理氧化为无害的硫酸盐而溶于海水。硫酸盐是海水的自然成分，不还造成水体污染， 但有一硬性要求海水脱硫必需以工厂坐落于海边为前提。氨作为吸取剂脱硫：氨是一种良好的碱性吸取剂，其吸取反响是气-气反响，吸取反响速度快，反响全，但氨的价格相对于低廉的石灰石来说是太高了。过高的运行本钱使氨法脱硫的推广受到极大的 影响，在脱硫应用中极少。钠-钙双碱法脱硫：用 NaOH 作吸取剂脱硫，用 Ca(OH)2作为 NaOH 的再生剂。其主要化学反响反响式如下：吸取：2NaOH + SO

18、2 Na SO23+ H O2再生：Na SO24+ Ca(OH )2 2NaOH + CaSO4石灰乳作为吸取剂脱硫:脱硫产物是硫酸钙石膏，可简洁地从脱硫系统中分别出来，不会对环境水体 造成污染，不存在脱硫废水的处理问题；这种脱硫剂是价廉易得的石灰石，脱硫本钱低，企业能承受，且这种方法技术成熟，牢靠性高。2.3 除硫效率按锅炉大气污染物排放标准GB13271-2022中建燃煤锅炉标准执行：标准状态下烟尘浓度排放标准：50mg/m3、二氧化硫排放浓度：300mg/m3。10 / 177烟气的除尘效率h= 1 -烟尘50100% = 99.2%6020烟尘除尘效率： 99.2%SO2的脱硫效率h

19、 = 1 -300 100% = 93.6%46832SO 脱硫效率93.6%2.4 除硫设备的论证吸取塔是烟气脱硫系统的核心装置，要求有持液量大、气液相见的速度高、气液接触面 积大、内部构件少、压力小等特点。目前较常用的吸取塔主要有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和道尔顿型塔四类。其中喷淋塔是湿法脱硫的主流塔型。各种塔型的优缺点列于下表。塔塔烟气脱硫用洗涤塔性能比较洗涤塔形式持液量逆流抗堵塞性低负荷比压力降除尘填料塔尚可是尚可好中等差转盘式洗涤好否好差中等好湍流塔尚可否好差中等好文丘里洗涤差否好好高好喷淋塔差是好好低差道尔顿型塔好否好差中等好喷射鼓泡塔好否好差中等好2.5 工艺方案3本设计拟用石灰

20、石/石灰-石膏湿法，以碳酸钠为吸取剂，石灰石为再生剂，并承受填料塔。由于锅炉烟气温度高达 280 C ，不适合二氧化硫的吸取去除，故需先将其进展冷却预处理，经过冷却塔后烟气的温度可降至 60 C 左右，送入钠碱吸取塔，原始吸取溶液浓度a3150 kg / m3 ,吸取后生成的 N 2 SO进入储罐投加 Na 2CO固体浓缩缓冲。依据储罐中溶液的停留时间，选两个储罐，一个生产储罐，另一个作为备用储罐。应吸取塔较高，吸取塔出口溶液进入储罐承受自流，省去了泵的使用。因尾气温度较高，且碳酸钠溶考虑到尾气的温度 较高，湿度较大，不适宜用干法吸取，该工艺流程设计以碳酸钠溶液吸取塔吸取尾气中的二 氧化硫。高

21、温不利于吸取反响的进展，并且对吸取塔的腐蚀较大，应此先将尾气降温处理。由于尾气中的二氧化硫具有强腐蚀性，操作过程中反响都受到PH 值的影响，随时需要进展酸度调整；因此需在地下池设备中安装PH 值自动把握仪表，调整水的酸度，防止对环境的二次污染。冷却塔出水由于吸取大量的热能，出水温度上升，要循环利用地下池的水需经循 环水冷却塔降温，循环水冷却塔承受自然通风冷却，安装两台进水泵，一个生产用泵，一个备用泵，水来自集水池；两台出水泵，一个生产用泵，一个备用泵，水送往冷却塔。水经过循环利用从而节约了大量的水资源。液吸取二氧化硫的反响放热，高温不利于吸取反响的进 行，因此浓缩后的碱液需经换热器的降温后 进

22、入吸取塔循环吸取二氧化硫。吸取塔出口气体温度为 60 C 左右，用引风机引气排放，由于气液分别不完全，气体中携带水蒸气会引起引风机的震荡，因此在引风机前应设置气液分别器。且气体温度降低，在 高烟囱中会冷凝酸化，腐蚀烟囱，且气体温度降低不利于气体的集中排放，在排放前要上升 气体温度，使气体在烟囱口的排放温度到达160 C 以上。反响机理1吸取反响洗涤过程的主要反响式：12 / 178NSOSOH Oa 23 +2 +22N HSOa3洗涤液内含有再生后返回的钠。N OHa及系统补充的NCOa 23 ,在洗涤过程中生成亚硫酸N OH2aNSO+a 23 NSOH Oa 23 +2NCOSOa 23

23、 +2 SOCO2 +2NSOO在洗涤液中还含有 a 24 ,系烟气中的2 与亚硫酸钠反响而生成。NSO2a 23 +O2 2NSOa 24（2） 再生反响用石灰浆料进展再生时：NSOa 23 +C (OH )a1 2 H O2 +2N OH2aC SO+a31 2 H O2亚硫酸钙的一般形式为半水亚硫酸钙。用石灰石粉再生时：N HSO2a3 +C COa3 N SOa 23 +C SOa31 2 H O2+COH O2 +1/22（3） 硫酸钠的去除硫酸钠用硫酸酸化使其转变为石膏来去除。NSOa 24 +2C SOa31 2 H OH2+SOH O24 +32C SO2a4 2H O2N+2

24、aHSO3C 2+a加酸后，PH 下降到 23，使亚硫酸钙转化为亚硫酸氢钙而溶于溶液中，于是溶液中的超过了石膏的溶度积，使石膏沉淀出来。（4） 氧化反响在回收法中，最终产品是石膏，需将由再生反响应得到的亚硫酸钙氧化为石膏。C SOa3工艺流程1 2 HO 3 2 H+2OC SO2 a4 2H O2锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、喷淋增湿降温后进入吸取塔。在吸取塔内23烟气向上流淌且被向下流淌的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷 嘴喷射到吸取塔中，以便脱除 SO 、SO 、HCL 和 HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反响的副产物被导入的空气氧化为石膏CaSO

25、42H2O，并消耗作为吸取剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进展雾化，可使气体和液体得以充分 接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常承受单元制。在吸取塔中，石灰石与二氧化硫反响生成石膏，这局部石膏浆液通过石膏浆液泵排出， 进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器作为一级脱水设备、浆液安排器 和真空皮带脱水机。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去 除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进展冲洗。进展除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸取塔液位。在吸取塔出口，烟气一般被冷却到

26、4660左右，且为水蒸气所饱和。通过GGH 将烟气加热到 80以上，以提高烟气的抬上升度和集中力量。3 工艺计算3.1 冷却塔冷却塔中水的相变过程：200 C (汽100 C(汽100 C(水60 C(水 总放热量气 1Q=Q= mCt汽P=150001.101(200-60)=2312100 kJ / hC )其中: C锅炉烟气的平均比热容kJ /( kg C );( C=1.101 kJ /( kg C p气p气19 / 1710t -焚锅炉烟气的温度差 C ； t11=200-60=140冷却水消耗量m= Q /(CP水* t =2312100/(4.3*35)=15362.8 kg /

27、 h2L=m/ r=15362.8/1000=15.36 m3 / h水C 水其中：Cp2-水的比热容，kcal/(kg.)；Cp=4.3kcal/(kg.t 2-冷却水的温度差， C ； t2=45-10=35r-水的密度,kg/m3;( r=1000 kg/m3 )水水塔径4 v /(p m)D= 3.8m0其中：v-气体体积流量， m3 / h ;v=49880/3600=13.9 m3 / h )-空塔气速，m/s;空塔气速一般为 0.5-1.2m/s,取=1.2m/s)塔截面积 S0=1/4D02=1/43.143.8=3m2将塔截面积放大 1.1 倍，即：S=1.1S0 =1.13

28、=3.3m24S / p4 3.3 / 3.14塔径为： D =塔高= 2m冷却塔是空塔，其高度是液气接触段、上部的液气分别段与下部的液气分别段之和。设液气接触段气体的停留时间设计 10 秒，则液气接触段的高度H =u t t =1.210=12 m0依据阅历值，上下段分别高度至少大于塔径，一般为1.52D塔径。取 1.5 倍，则上下段分别高度为：H =1.5D=1.52=3m1群座高为 H =1m,2则吸取塔高为H= H + H + H =12+3+1=16m0123.2 吸取塔NSOa 23溶液用量锅炉烟气中二氧化硫的含量为:49880 4062 /10 6= 202.6kg / h尾气急

29、冷过程中被吸取掉 0.7% SO2.则进塔气体中SO2含量为：m=202.6(1-0.7%)=201.2 kg / h1设吸取塔中 SO2的去除率为 96%，即去除SO2量为：m =201.296%=193.2 kg / h2排解气体中含SO2量为：m =201.2-193.2=8k g / h3由反响方程式：SO+N2COa 23- NSOa 23+ CO 21mol1mol1mol1mol可知吸取 64kg SO2需 NCOa 23106kg ，则 NCOa 23用量为：m =193.2/64106=320 kg / h ，设用 NCOa 23溶液的浓C 为 200 kg / m3 ,质量

30、分数为 30%，则 NCOa 23用量为：L =m/C=32030%200 =5.3 m3 / h =1060kg/h1取安全系数 1.5，则Na2CO3 溶液实际用量为L =1.21060=1272kg/h塔径1） 气体体积流量Vs = Ms / rv=15000/1.0235=14656 m3 / h其中 ： Ms锅炉烟气出口每小时排解烟气质量，kg/h;( Ms =15t/h)rv 60时烟气密度， kg / m3 ;( rv =1.0235 kg / m3 )2） 填料的选择=25mm ，比外表积a=209m2/m3， 空隙率x=0.09m3/m3， 积存面积:p=72.6kg/m3每

31、 m3 填料个数:n=51.1 103 填料因子：=170m-1填料塔尺寸： 塔径D=1.5m 塔高H=13.3m 塔壁厚度 4 mm 群座高：3.5m 3 塔径60 C 时烟气密度r=1.0235 kg / m3 ,v常温时碳酸钠溶液：密度r=1200 kgm3 , 黏度=2.3 mpa SL溶液密度与水的密度比为： =0.8进塔气体质量流量WV=20t/h进塔碳酸钠溶液质量流量WL= 331.2kg/h查图得 p=0.008,液泛气速U=0.55m/sfU=0.7U=0.70.55=0.385m/sfD = 4Vs /(p u)1/ 2 =(44)/3.140.385) 1/ 2 =3.6

32、m其中：Vs 气体体积流量，14656/3600=4m3/s; U空塔气速,m/s;塔截面积为： A0= 1/ 4p D2= 1/43.143.62=10m2,比例因子取 1.2， A=1.2A0 =1.210=12 m2计算得 D=3.6m 塔高 1气相流率标准状态下气体体积流量为：V= VsT00/ T =4273/(60+273)=3.28 m3 / h气相流速为：0G=V /22.4A=3.28/(22.412)=0.012Kmols-1m-22） 传质单元高度H= G / K=0.012/4.100.01=0.3mOGya其中 Kya总传质系数，Kmol/(s.m )； K2ya=4

33、.1010-2 Kmols-1m-23） 传质单元数进塔气体的摩尔流量为：G =(8.353.44103)/273(60+273)/ (22.410 -3 )1=1.6106mol/h进塔气体中的二氧化硫的摩尔流量为：G =(202.6103/64)(1-0.7%)=3143.8mol/h塔气体的摩尔流量为：G =1600000-3143.896%2=1596981.95mol/h出塔气体中二氧化硫的摩尔流量为：G=202600(1-0.7%)(1-96%)/64=125.74mol/hN= (YOG1- Y ) / Y21=(0.001965-0.00007873)/0.001965=0.9

34、6其中： Y1Y2=3143.8/1600000=0.001965=125.74/1596981.95=0.00007873N_传质系数；OG4） 填料层高度H= H N=0.30.96=0.288m0OGOGH =1.8 H =1.80.288=0.52m0分一层，层高度 0.52m 5总塔高H = H+ H + H+ h =0.52+3.2+3.5+0.5=7.72m012其中： h 填料层高度，m：h=0.5m;H 分别与分布区高，m;H =3.2m;11H 裙座高度，m; H =3.5m;223.3 换热器计算换热器的热负荷Q = qc(Tm1 p11- T ) =12722.45(6

35、0-45)=46746KJ/h2其中： q-溶液质量流率，kg/h;m1c-溶液比热容，KJ/( kg K )；c=2.45KJ/( kg K )p1p1T -溶液进口温度，K;(T1=60+273=333K)1T -溶液出口温度，K;( T22=45+273=318K)计算换热面积1） 冷却水出口温度t= t21+ Q /(qm 2 C) =20+46746/(2004.18)=76CC p 2其中： t1-冷却水入口温度， C ； t1=20q-冷却水质量流率，kg/h;(q=200kg/h)m 2m 2C-冷却水比热容，KJ/( kg K )；cp2=4.18KJ/( kg K )p 2

36、C承受冷却水与溶液并流，冷却水走管程，溶液走壳程。对热平均温差：t= (Tm1- t ) - (T12- t )/ ln(T21- t ) - (T12- t ) =8.1122） 总传热系数管程：Re = dur / m =0.0250.51000/(2.310-3 )=5434.7Re4000湍流Pr = Cpu / l =2.452.310-3 /0.55=0.010其中：d换热管直径，m;(d=0.025m) K1 传热系数，W/(m.)K= 0.023l / d Re0.8 Pr 0.31=0.0230.55/0.025 5434.70.8 0.0100.3=123.68W/(m2.

37、)壳程：查资料得冷却水的传热系数K=100W/(m2.)总传热系数K= 1/(1/ aa1+1/ a2) =59.0 W/(m2.)3） 计算换热面积A = Q / Kt =46746/(598.11)=97.7m2冷却水量由 Qc(T - Tm1 p112得) = Qc(t - t )m 2 p 212Q= Q /(cp tm 22 2) =46746/(4.1876)=147.14kg/h3.4 泵和风机的选型计算水泵其作用是将地下水的水送往循环水冷却塔，于地面安装，提上升度5m，流量90m3/h,查扬流量轴 功电机功率效转速质程率率量排出口径工业水处理设备手册，选用型号为 IS80-65

38、160 的水泵 2 台，一用一备，性能参数如下： 表四 水泵性能参数1120m3/h6.79k9.5782900r/min9465mm0mwkwkg循环水泵其作用是将冷却水从集水池提升到冷却塔，于地面安装，提上升度 13.8m，流量 90m3/h， 查工业水处理设备手册，选用型号为IS100-80-125 的水泵 2 台，一用一备，性能参数如下：扬程表五 循环水泵性能参数表流量轴 功电率机功率率效转速量质排出口径20m145m3/h7.28k11kww742900r/min3kg1180mm碱液泵安装在换热器之前，用于将碱液从储罐送往换热器及循环送往吸取塔，选用型号为IS65-50-125 的泵 2 台，一用一备，性能参数如下：电机功率1.5kw电动机转速2900r/min流量12.5m3/h扬程32m轴功率1.79kw表六 碱液泵性能参数风机的选型计算依据 Gs=1772.8m3/h,供气压力为 12.96kpa,选用 2 台离心式通风机，一用一备，性能参数如下：表七 风机性能参数风机型号口径转速进口流量率轴 功配电机功率8-18-101NO.7250mmn2900r/mi5610m3/hw54.5k11.45kw4附图序单数名称性能号位量石灰石粉1贮仓石灰石粉台1圆柱形； 容量：300 m