脱硫物料平衡计算
更新时间:2023-06-08 08:16:01 阅读量: 实用文档 文档下载
有关计算物料平衡计算 SO2去除率计算 液气比计算 其他参数确定
系统物料平衡计算
湿法烟气脱硫(WFGD)系统物料平衡的包括以下六个子平衡: 烟气平衡、固平衡、水平衡、氯平衡、 镁平衡、热平衡。 吸收塔物料总平衡
系统物料总平衡图Qy2净 烟 气X排出浆液 除雾器冲洗水
G石膏
G浆液补充水
吸收塔
石膏处理系统
G制浆水Y废水
P滤液返回 氧化风
Qy1原烟气冲洗水
制浆系统
1、烟气平衡
烟气的平衡与整个系统烟道的布置有很大的关系 , 由于钢烟道会有漏风现象的存在 , 从而伴随着一 定的温降。烟气中酸性物质的存在对系统会有腐 蚀,因此烟气温度的高低对于系统烟道的防腐设 计会有很大影响。如在原烟气侧,经GGH前,温 度较高 120 ℃以上,所以不设防腐设计,而在进 塔烟气管道中由于 SO2 浓度高,温度低;塔出口 烟道中由于温度在系统中最低,水蒸气含量很高, 还有液态水的存在,所以环境条件极恶劣,必须 加强防腐设计。还有烟气中的灰尘物的浓度的高 低,直接影响到烟道和系统设备的磨蚀和防堵的 设计,由于原烟气管路中烟气的粉尘含量大于净 烟气中的粉尘含量,考虑到磨损,其设计的原烟 气气体流速比净烟气的要低。
1、烟气平衡Qy1 ’ Qy2’ GGH 3%Qy2’ 烟道漏风:Vy+( l+ )Vko(干) 理论空气量:VKO 0.0889(Car 0.375Sar ) 0.256Har 0.0333Oar 式中:Vy-原烟气Nm3/kg; 漏风系数:对于钢烟道, 取0.01/10 米。 VKO 理论空气量Nm3/kg; Car煤所含基碳; Sar煤所含基硫; Har煤所含基氢;Oar煤所含基氧 Qy2 1%Qy1 Qy1
吸 收 塔
2、固平衡固平衡(浆液)是脱硫系统中的关键平衡之一,其各 种组分的变化是在吸收塔中进行的,它对于系统的 稳定运行,商品石膏的品质,系统中浆液管道的设计, 石膏旋流器, 皮带脱水机的选择等都具有决定性的 作用。 〈1〉计算原理和方法 计算原则 : 吸收塔内的固体量必须被全部排出系统。 塔内固体主要有:CaCO3,CaSO3· 1/2H2O, CaSO4· 2H2O ,惰性物质,灰及少量的其它物质。
脱硫塔底固体量计算假设干脱硫产物中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)=69.01:1.脱硫塔底固体中各组分流量 组 分CaSO4 2H 2 OCaSO 3 1 H 2O 2
质量流量kg/hηMSO2×172.17×69.01÷(69.01+1) ηMSO2×129.15×1÷(69.01+1) ηMSO2×100.09×(Ca/S-1)
W%
CaCO3杂质飞灰 合计
ηMSO2×100.09× Ca/S (1-A)FGD入口灰量×75%
G固体
100
石膏处理系统固平衡吸 收 塔X (t ) 15% X ( s)
(1 25.5%) X (t ) (1 25.5%) X 3%(s)
一级旋流器25.5% X (t ) 25.5% X 50%(s)
(1 25.5%) X 0.1778X 0.93X (t ) (1 25.5%) X 3%
25.5% X 50%1% 0.02363 X ( s)
Y (t ) 1.3%Y ( s)
含固率=
0.02363 2.54% 0.93
回用水箱
5.5% X 50%(1 1%) / 2 / 0.9( L)
25.5% X+25.5% X 50%(1 1%) / 2 25.5 X 50%(1 1%) / 0.9(t ) 25.5% X 50%1 %( s)
废 水 旋 流 器
真空皮带机P X G石膏冲洗 Y G制浆水 G石膏G石膏=25.5% X 50%(1 1%) / 90%(t ) 25.5% X 50%(1 1%)(s)
G制浆水 (t )G制浆水 2.54%( s )
吸收剂需求量计算烟气中脱除SO2量为 MSO2mol/h,需纯石灰石量为 MSO2mol /h。 需纯度为ACaCO3的石灰石量为: 100 ㎏/h G M Ca / S ACaCO 3
64
SO 2
CaCO 3
其中:钙硫比Ca/S<=1.05 CaCO3量为: G石灰石×ACaCO3 kg/h 杂质量为: G石灰石×(1-ACaCO3)kg/h 如使用工业水制备30%含固量浆液,则需水量:G石灰石/0.3×0.7 kg/h 如使用v%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,设v%含固量旋流分离液中的固体物量为S kg/h,以水平衡可列 下式: S/v%×(1-v%)=(S+ G石灰石)/30%×(1-30%) 计算得到S kg/h,则所需的水量为: G水=S/v%×(1-v%)kg/h 则需v%的塔底浆液旋流分离液为: G制浆水=S+G水kg/h 30%浆液量为:G浆液=G水/(1-30%)kg/h
石膏结晶水计算CaSO4· 2H2O中结晶水量为: G1= [ηMSO2×172.17×69.01÷(69.01+1)]÷172.17×2×18.02kg/h
CaSO3· 1/2H2O结晶水量为: G2=[ηMSO2×129.15×1÷(69.01+1)]÷129.15×0.5×18.02kg/h反应产物中结晶水量为: G结晶水=G1+G2
石膏带走水计算G石膏带走水=G石膏×10%
固平衡计算框图吸收塔底固体量计算 吸收剂需要量计算 石灰石量 吸收塔出口浆液 制浆水 石灰石浆液量 石膏处理系统固平衡 吸收塔返回浆液P 石膏量、冲洗水
石膏带走水 结晶水计算
废水总量 石膏带出总水量
3、水平衡
水平衡是 WFGD 系统中的重要平衡 , 水循环率对系统 的稳定,石膏的品质,设备的材料的选择都有重要的 影响。水循环率的大小对吸收塔和管路中的浆液中 的固体组分的含量会有一定的影响,特别是颗粒较 小的组分。 如加大水循环率,即减小废水的排放量,则会加大 液体中Cl离子和硫酸根的含量,对设备管道的材质 要求高,石膏的纯度差。但是如果加大废水的排放 量,则会增加废水处理系统的建造成本及废水处理 的运行成本,同时耗水量增加。 所以合理的选择,确定水平衡对于优化系统设计,降 低成本,及节约用水都有至关重要的作用。
3、水平衡〈1〉基本假定 ①系统中水无损失; ②系统处于正常稳定运行的工况下; ③进口原烟气中的水蒸气在经过塔时不参与作用。 〈2〉计算原理和方法 原理:进系统水 = 出系统水, WFGD 系统的水 平衡图见图。 进系统水:进口原烟气所带气态水,工艺水 出系统水:出口进烟气所带水(气、液)
,石膏带 走水,石膏结晶水、废水。
净 烟 气带走水 (气、液态)
石膏结晶水
工艺补充水
FGD SYSTEM
石膏带走水
废水
制浆
石膏浆液 系统滤液
塔进口原烟气带水 (气态)
G烟气入口带入水+G工艺补充水+G返塔水量=G烟气出口带出 水+G废水+G脱硫产物最终带出结晶水+G石膏浆液中返回液水
要求的工艺补充水量:公式1
Gw=Y+M zf G石膏结晶水 +G石膏带出水 +G烟气带走水工艺水主要补入点: 除雾器冲洗水:由除雾器设备决定。 滤布滤饼冲洗水=0.5G石膏 石灰石浆液制备水(见固平衡) 吸收塔补充水(备用) 其他冲洗水(备用) G石膏结晶水、G石膏带走水:见固平衡 G烟气带走水:75mg/Nm3烟气。
3、水平衡废水量Y的确定:公式2 根据水中氯离子浓度确定:
Gw Cl水+BgCl煤=Y 20g / l+G石膏带出水 Cl石膏CL水:工艺水中氯离子含量50mg/L CL煤:煤中氯离子含量0.037% CL石膏:石膏中氯离子含量100mg/L Bg耗煤量
4、吸收塔总物料平衡Qy2净 烟 气X排出浆液
除雾器冲洗水
G浆液 补充水
吸收塔
P滤液返回Qyk氧化风
Qy1原烟气
4、吸收塔总物料平衡
公式3
Qy1+Qyk (Gw-G皮带冲洗水 )+G浆液+P=Qy 2+XG皮带冲洗水:0.5t/t石膏 G浆液:见吸收剂需求量计算 G制浆水:见吸收剂需求量计算 X:塔底排除浆液总量 X=(G固体+P中含固量+G制浆水中含固量)/15% G固:见脱硫塔底固体量计算
P X G石膏冲洗水 Y G制浆水 G石膏
5、热平衡
热平衡是WFGD系统物料平衡中的主要平衡之一,它在相当程度上决定着水平衡。热平 衡中的蒸发水是系统的主要水耗。
由于烟气中含有腐蚀性的酸性气体和水蒸气的存在,烟气温度的高低,对于系统烟道 的防腐有着直接的影响,它决定了防腐材料 及措施的选择。而烟气温度的高低与吸收塔 的热平衡有很大的关系。
系统热平衡示意图净 烟 气热 (处理后的烟气) 散 热
进塔水热氧化空气热 吸收剂热
FGD 吸收塔 反应热
石膏浆液 带走热
石膏处 理系统
石膏带走热
废水带走 热 返回热 原烟气热 (处理前的烟气)
5。热平衡
热平衡是WFGD系统物料平衡中的主要平衡之一,它在相当程度上决定着水平衡。热平 衡中的蒸发水是系统的主要水耗。
由于烟气中含有腐蚀性的酸性气体和水蒸气的存在,烟气温度的高低,对于系统烟道 的防腐有着直接的影响,它决定了防腐材料 及措施的选择。而烟气温度的高低与吸收塔 的热平衡有很大的关系。
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