烟气脱硫设计计算范例

辛店脱硫项目之物料衡算宋宝华1烟气计算1.1.煤种煤质(使用校核煤种)特性指标单位设计煤种校核煤种煤成分分析收到基碳Car%56.5651.14收到基氢Har%2.732.49收到基氧Oar%2.451.73收到基氮Nar%0.800.89收到基全硫St,ar%1.321.82全水份Mt%7.18.5收到基灰份Aar%29.0433.43空气干燥基水份Mad%1.321.89干燥无灰基挥发份Vdaf%19.6115.47燃煤量t/h83.8994.161.2.燃烧所需理论空气量反应方程式如下：C+O2=CO2S+O2=SO24H+O2=2H2O2O+O2=2O22N=N2注：按氧气占空气体积的21%计算。H2、CH4、NOX忽略不计。1.3.过量空气系数α●取炉膛漏风系数α1∶1.3●电除尘器漏风系数△α∶0.1●总过量空气系数α总∶1.3+0.1=1.41.4.1kg煤燃烧产生烟气体积及各气体成分)/kg(Nm0554.112100Car4.22V3CO2)/kg(Nm3313.6V)14.1(79.0214100Nar4.22V0.79V3002N)/kg(Nm0.00839.032100Sar4.22V3SO2)/kg(Nm0.5230V4.10161.018100Mar4.2221100Har4.22V30H2O)/kg(Nm0.4804V)14.1(21.0V30O2)/kg(Nm3953.8VVVVVVy3O2H2OSO2N2CO21.5.BMCR工况下每小时烟气体积烟气量(标态,湿基,6%O2)Vy=每小时耗煤量(kg/h)×Vy(Nm3/kg)=83890×8.3983=704533.387（Nm3/h）烟气量(标态,干基,6%O2)Vyg=660658.917（Nm3/h）1.6.湿烟气成分体积百分含量7219%.5Vy%100V)Vol%(OO221935%.6Vy%100VO)Vol%(HH2O20091%.0Vy%100V)Vol%(SOSO224142%.75Vy%100V)Vol%(NN22.5714%12Vy%100V)Vol%(COCO221.7.干烟气成分体积百分含量429%.800.0654)-(11V)Vol%(NN221775%.00.0654)-(11V)Vol%(SOSO222943%.130.0654)-(11V)Vol%(COCO22101%.60.0654)-(11V)Vol%(OO221.8.FGD入口污染物含量1.8.1.二氧化硫SO2含量t/hr)(1.953410032.110021189.830.92100S100q11001BK2Car4SO2gSO2)mg/Nm2956.51(660698.281000100010001.9534C3SO21.8.2.三氧化硫SO3、HCl和HF含量1.8.3.烟尘含量烟尘浓度196mg/Nm3)mg/Nm(88.69503.051.2956C3SO3)(mg/Nm062.20660698.28100015883890000HF3)(mg/Nm58.75660698.28*35.5*100100036.50.04583890000HCl32烟气状态2.1.干烟气分子量和湿含量由1.5.可得干烟气分子量30.426932)Vol%g(O64)Vol%g(SO28)Vol%g(N44)Vol%g(COMy2222由此可得入口烟气的湿含量干烟气）（（kg/OHkg0.0392630.4355)6.224-100186.224H2湿度——露点对应曲线y=4.2558e0.0608xR2=0.998801002003004005006000204060801002.2.露点温度对应曲线1atm的空气湿度图也适用于烟气，可查出这种烟气的绝热饱和温度和露点，分别为45.27℃和36.55℃。在此忽略三氧化硫SO2的影响。假定烟气经喷淋塔后其温度高于露点11℃(一般脱硫塔出口至烟筒入口处温降为5-10℃)，则其出口温度为36.55+11=47.55℃，湿度为0.07664kgH2O/kg干烟气。2.3.出口烟温与湿含量的确定2.4.干烟气总量为：2.5.冷却增湿水量)hr/(kg897455.9322.430.4355100089.83)VVVV(QO2SO2N2CO2M水=（0.07624-0.0391）×897455.93=33538.49（kg/hr）=33.54(t/hr)2.6.吸收塔出入口烟气状态和成分烟气状态单位预处理塔入口预处理塔出口脱硫塔入口脱硫塔出口标态,湿态Nm3/hr704547.53744197.48782687.69782023.05标态,干态Nm3/hr660698.28660698.28696787.01696437.01水分kg/hr35236.0167097.5769027.3368774.50压力kpa104.65102.61102.61101.37温度℃120.247.2448.6547.55湿度kgH2O/kg干烟气0.039260.1020.0990.076643.氧化镁耗量MgO+H2OMg(OH)2——7-1SO2+Mg(OH)2+5H2OMgSO3·6H2O——7-2SO2+MgSO3·6H2OMg(HSO3)2·5H2O——7-3Mg(HSO3)2+MgO+11H2O2MgSO3·6H2O——7-4由反应式（7-1~7-4）可知，二氧化硫和氧化镁的反应摩尔比为1:1，考虑裕量，则取摩尔比为：1.05：1。设计二氧化硫去除率为95%，则被去除的二氧化硫摩尔数为：MSO2=31144.16×0.95=29586.95（mol/hr）还有：HClasCl去除摩尔数，MHCl=1063.39（mol/hr）HFasF去除摩尔数,MHF=697.61（mol/hr）则需要品质为85％纯度氧化镁摩尔数为：MMgO=（MSO2+MHF+MHCl）×1.05×0.85=40647.56（mol/hr）需要氧化镁质量为：MMgO=40647.56×40/1000=1625.9(kg/hr)两台机组共需要：MMgO总=1625.9×2=3251.8(kg/hr)其中杂质质量为：3251.8×0.15=487.77(kg/hr)氧化镁熟化罐两台机组氧化镁熟化并配成20%浆液需要的70℃热水量：Q结合水=1463.32（kg/hr）Q稀释水=18860.46（kg/hr）Q=Q结合水+Q稀释水=20323.78（kg/hr）浆液总量为23575.58（kg/hr）氧化镁，85%纯3251.8（kg/hr）热水，70℃20323.78（kg/hr）浆液，20%23575.58（kg/hr）单台机组浆液量11787.79（kg/hr）4.预处理塔排出废水量预处理塔液气比取1.34，实态烟气量为（m3/hr），则循环水量为1316.57（m3/hr），预处理塔有效容积为45.33（m3）排水量按两个标准计算，即尘含量≤3%和氯离子Cl-浓度15000ppm。①尘含量≤3%入口烟尘质量：129.5（kg/hr）预处理塔烟尘去除率：70%保持烟尘浓度排水量：3021.59（kg/hr）②氯离子Cl-浓度15000ppm入口氯离子Cl-质量：38.81（kg/hr）预处理塔烟尘去除率：98%保持烟尘浓度排水量：2535.84（kg/hr）两值中取大值，则预处理塔排水量为3021.59（kg/hr）预处理塔废水3021.59（kg/hr）循环水1359.77（m3//hr）补充水36560.08（m3//hr）进烟量（标态,湿态）704547.53（Nm3/hr）水分35236.01（kg/hr）出烟量（标态,湿态）744197.48（Nm3/hr）水分67097.57（kg/hr）干燥尾气量（标态,湿态）36088.73（Nm3/hr）水分1929.76（kg/hr）5.吸收塔排出废水量简化反应方程式为：Mg(OH)2+SO2+5H2O＝MgSO3.6H2O分子量586490212反应摩尔数31144.1631144.1631144.1631144.16质量(kg/hr)2802.976602.56出口固体含量要求为15%，则吸收塔排出废水量为：44017.08(kg/hr)选择吸收塔液气比为6.0，实态烟气量为1126342.356m3/hr，则循环浆液量为：5643.71(m3/hr)单台机组循环浆液量为：2821.86(m3/hr)吸收塔有效容积为：910.62（m3）吸收塔补充水27984.29（kg/hr）浆液，20%11787.79（kg/hr）循环浆液量2821.86（kg/hr）废水44017.08（kg/hr）出烟量（标态,湿态）782687.69（Nm3/hr）水分69027.33（kg/hr）出烟量（标态,湿态）782023.05（Nm3/hr）水分68774.50（kg/hr）除雾器冲洗水16000（kg/hr）6.离心机进口水量为：44017.08(kg/hr)固体含量：6846.447816(kg/hr)进口含固量≤15.00%出口含固量≥70.00%MgSO3.xH2O溶解度,47.54℃时为1.4（g/100g）溶解的MgSO3·xH2O质量=523.8033（kg/hr）出口混合物质量：9032.3493（kg/hr）混合物中MgSO3·xH2O质量：6078.7592（kg/hr）混合物中杂质质量：243.8854（kg/hr）混合物中表液质量：2953.5902（kg/hr）出口分离液质量：34984.7337（kg/hr）分离液中MgSO3·xH2O质量：523.8033（kg/hr）离心机分离液，34984.7337（kg/hr）MgSO3·xH2O，523.8033（kg/hr）混合物质量：9032.3493（kg/hr）出口含固量≥70.00%MgSO3·xH2O质量：6078.7592（kg/hr）杂质质量：243.8854（kg/hr）表液质量：2953.5902（kg/hr）进口水量为：44017.08(kg/hr)固体含量：6846.447816(kg/hr)进口含固量≤15.00%7.干燥机进口物料为：9032.35（kg/hr）设计干料出口含固量90.00%，含水量10.00%干燥热风温度300℃干燥热风焓值575.57（kJ/kg）干燥出风温度80℃干燥出风焓值350.48（kJ/kg）待干燥物料温度50℃干燥后物料温度75℃待干燥物料中水焓值（50℃）209.34（kJ/kg）干燥出风中的水焓值（80℃）334.94（kJ/kg）水蒸发潜热（80℃）2307.80（kJ/kg）蒸发水量：2007.19（kg/hr）物料比热：0.3Qd=Q1+Q2+Q3+Q4Qd——热风所释放的热量Q1——水份蒸发所需蒸发潜热Q2——水份升温所需热量Q3——物料升温所需热量Q4——热损失与热效率，综合考虑热效率和热损失73.20%Q1=(334.94-209.34)×2007.19=252103.06（kJ/kg）Q2=2307.80×2007.19=4632193.08（kJ/kg）Q3=0.3×9032.35×0.9×（75-50）=60968.36（kJ/kg）Q1+Q2+Q3=5480202.21（kJ/kg）=4945264.51（kJ/kg）Q4=（Q1+Q2+Q3）×1.732=8565198.13（kJ/kg）需要风量/hr)(Nm61691.2)hr/(kg38052.33350.48-575.538565198.13Q3热空气，300℃61691.2（Nm3/