DZL2_13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)書

1、DZL2-13型鍋爐高硫無煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)書1.工藝流程的選擇及說明FI-1-4BWtl5W6-3iiiin10w11-121314，肥樽脫硫除塵工藝設(shè)計(jì)說明：雙堿法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備和補(bǔ)充系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)四部分組成。1 .吸收劑制備和補(bǔ)充系統(tǒng)脫硫裝置啟動(dòng)時(shí)用氫氧化鈉作為吸收劑，氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中，加水配制成氫氧化鈉堿液，在堿液罐中可以定期進(jìn)行氫氧化鈉的補(bǔ)充，以保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行及煙氣的達(dá)標(biāo)排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔容易造成管道及塔發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，可以加裝瀑氣裝置進(jìn)行強(qiáng)制氧化或特將水池做大

2、，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環(huán)泵前加裝過濾器，過濾掉大顆粒物質(zhì)和液體雜質(zhì)。2 .煙氣系統(tǒng)鍋爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵后進(jìn)入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級除霧器除去霧滴后進(jìn)入主煙道，經(jīng)過煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進(jìn)入煙囪排放。3 .SO2吸收系統(tǒng)鍋爐煙氣從煙道切向進(jìn)入主塔底部，在塔螺旋上升中與沿塔下流的脫硫液接觸，進(jìn)行脫硫除塵，經(jīng)脫水板除霧后，由引風(fēng)機(jī)抽出排空。脫硫液從螺旋板塔上部進(jìn)入，在旋流板上被氣流吹散，進(jìn)行氣葉兩相的接觸，完成脫硫除塵后從塔底流出，通過明渠

3、流到綜合循環(huán)池。4.脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)的最終脫硫產(chǎn)物仍然是石膏漿，從曝氣池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及NaSO4嚴(yán)重影響了石膏品質(zhì)，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器，石膏漿被濃縮(固體含量約40%)之后用泵打到渣處理場，溢流液回流入再生池。2.除塵器的設(shè)計(jì)及計(jì)算燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量Qa'=4.67X(1.867C+5.56H+0.7S-0.7O)式中：GHSO-分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)QaT=4.76X(1.867+0.65+5.56X0.04+0.7X0.03-0.7X0.02)

4、=1.44X4.76=6.868(m3/kg)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量Qs'=1.867X(C+0.375S)+11.2H+1.24W+0.016Qa1+0.79Qa1+0.8N式中：Qa-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量m3/kg；W煤中水分的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；NN元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Qs'=1.867義(0.65+0.375義0.03)+11.2義0.04+1.24義0.1+0.806義6.868+0.8X0.01=7.35(m3/kg)2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量Qs=Qs'+1.016x(a-1)xQa'式中：a空氣過剩系數(shù)；Q-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量m3/kg；Qs-標(biāo)

5、準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量m3/kg。Qs=7.35+1.016X(1.3-1)X6.868=9.44(m3/kg)注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m/h計(jì)，因此，Q=QsX設(shè)計(jì)耗煤量Q=QsX設(shè)計(jì)耗煤量=9.44X350=3304r3/h2.1.3 煙氣含塵濃度C=dhxA(m3/kg)Qs式dsh-排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)A-煤中不可燃成分的含量Qs標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，nVkg。0353、c=035X0.15=2.604(g/m3)9.44標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫的濃度的計(jì)算2SAQCso2=-X10(mg/m，式S-煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Qs-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量m3/kgc2

6、S620.030.981033kCso2=X10=6.36X10(mg/m)Qs9.442.2 除塵器的選擇除塵效率4=1-Cs=i-222_=96.16%C26042.2.3 工況下煙氣流量ZQPT'/3爪、3304101.325(273160)3八Q=(m/h)=5418.21(m/h)TP'27398則煙氣的流量為旦5418.211.505(m3/s)360036002.2.4 除塵器的選擇及計(jì)算根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率來確定除塵器(袋式除塵器)袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，具結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按

7、不同特點(diǎn)可分為圓筒形和扁形;上進(jìn)氣和下進(jìn)氣，濾式和外濾式，密閉式和敞開式；簡易，機(jī)械振動(dòng)，逆氣流反吹，氣環(huán)反吹，脈沖噴吹與聯(lián)合消灰等不同種類，其性能比較如下表:除塵種類除塵效率%凈化程度特點(diǎn)簡易袋式30中凈化機(jī)械振動(dòng)90中凈化要求濾料溥而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動(dòng)力0脈沖噴吹99細(xì)凈化潔灰方式作用強(qiáng)度很大,而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好氣環(huán)式袋式99細(xì)凈化適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價(jià)較低，氣環(huán)箱上下移動(dòng)時(shí)緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較局通過我組比較最終決定選用袋式除塵器，根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，最終決定選用MC6-1型系列逆噴脈沖袋式除塵

8、器脈沖袋式除塵器是一種周期性的向?yàn)V袋或?yàn)V袋外噴吹壓縮空氣來達(dá)到消除濾袋上積塵的袋式除塵器，它具有處理風(fēng)量大，除塵效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且消灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，濾袋不受機(jī)械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長的特點(diǎn)。用除塵器手冊中選取MGK列逆噴脈沖袋式除塵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主要由上箱體，中箱體，下箱體，排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分組成。上箱體設(shè)有多孔板，濾袋，濾袋框架；下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、檢查門；排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成；控制儀、控制閥、脈沖閥、噴嘴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。工作原理：含塵氣體由下箱體的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器經(jīng)過濾袋過濾。粉塵被阻留在袋外，凈化氣體進(jìn)入袋經(jīng)過文氏管，由排風(fēng)口排出機(jī)外，阻留

9、在濾袋上的粉塵通過用電控（D）、機(jī)控（J）或氣控（Q）中的一種方式，控制開啟脈沖閥定時(shí)分排，對濾袋進(jìn)行清灰，其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表：型號過濾回積m濾袋數(shù)量/條處理風(fēng)量m/h脈沖閥個(gè)數(shù)/個(gè)外形尺寸/長X高X寬MC36-127363250648061425X1678X3600設(shè)備質(zhì)量/kg濾袋尺寸/mm設(shè)備阻力/Pa除塵效率入口含塵濃度g/m3過濾風(fēng)速/m/min1116.80120X200012001500>99%21424主要結(jié)構(gòu)尺寸:型號AABBHMC36-116781150134011003660影響因素：過濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈

10、化物料種類等。2.2.5 管道布置及各管段的管徑1 .各裝置及管道布置原則根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實(shí)際情況確定各裝置的位置，一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了，對各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊，管路短，占地面積小，并使安裝，操作和檢修方便。2 .管徑的確定dd式中：v煙氣流速m/s(對于鍋爐煙塵v=1015m/s)取v=13m/s則d41.5053.1413d41.5053.14130.384m圓整并選取風(fēng)值:由公式d鋼制板風(fēng)管外徑D/mm外徑允許偏差/mm壁厚/mm400士10.06徑a=400-2X0.6=398.8m煙氣流速V盥41.505212.05m/sd

11、23.140.39882由此可知，除塵器中的管徑設(shè)計(jì)合理2.2.6煙囪的設(shè)計(jì)1 .煙囪高度的計(jì)算根據(jù)鍋爐的蒸發(fā)量(t/h),然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定表確定煙囪高度鍋爐煙囪高度由于給定鍋爐型號DZL2-13蒸發(fā)量為2t/h,故選定煙囪高度為30m鍋爐總額蒸發(fā)量(t/h)<1122661010202035煙囪的最低高度(m)202530354045煙囪抬升高度:Q=GM(Ts-Ta)=1.38X0.918X(160-20)=177.36KWQ煙囪的熱排放率G一標(biāo)況下的煙氣平均比定壓熱容，取Cp=1.38kg/m3KVo一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量m3/sTs煙氣出口溫度Ta當(dāng)?shù)刈罱?/p>

12、5年平均氣溫值K=273+20=293K由于177.36KW<2100KW®15VsD0.01Qhh2huVS煙率出口速度m/sD1煙囪出口徑mQ煙囪的熱排放率u煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速u煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速m/s,取2.5m/sVsh0.91843.140.623.25m/s153.250.60.01177.362.53.76m煙囪總高度H為：H=Hs+Ah=33.76m.煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口徑按如下公式:41.2Q41.21.513.1450.39m圓整取d=0.4mQ一通過煙囪的總煙量m3/hW-按下表選取的煙囪出口煙氣流速m/s,選W=4m/§煙囪出口煙氣流

13、速通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)682.53煙囪底部直徑:di=d+2ih=0.40+2乂0.02乂30=1.50md煙囪出口直徑mH煙囪高度mi煙囪錐度，取1=0.02煙囪的抽力：11Sy0.0342HB273ty273tpH煙囪高度mtk外界空氣溫度Ctp煙囪煙氣平均溫度cB當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a3Sy0.034230981027320273160111Pa煙囪的阻力損失計(jì)算采用磚砌煙囪，阻力可按下式計(jì)算-摩擦阻力系數(shù),0.04l-管道長度，md-管道直徑,0.9m-煙氣密度Kg/m3-管煙氣平均流速PmPm0.042300.831221291.91Pa則最大地面濃度則

14、最大地面濃度20.62541_23.142.52.7236.47330.11mg/m0.5mg/m可見地面最大濃度小于國家規(guī)定，煙囪高度設(shè)計(jì)合理2.2.7系統(tǒng)阻力的計(jì)算1、摩擦阻力損失PL1、摩擦阻力損失PLL22dL一管道長度，mL一管道長度，m一管道直徑,P煙氣密度，Kg/m3P煙氣密度，Kg/m3v一管中煙氣流速,m/s入一摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)和管道相對粗糙度的函數(shù)，可以查手冊得到。（實(shí)際中金屬管取0.02,磚砌或混凝土管道取0.04。）對于400圓，L=50mn27398n273981.3627398P=(273160)101.325433101.32530.83Kg/m一一一一

15、一一一20.02500.8312.05APl=150.65Pa0.4022、局部壓力損失2_2L0.10.8312.05.P=6.026Pa2d2£一異形管件的局部阻力系數(shù)，可以在有關(guān)手冊中查到或通過實(shí)驗(yàn)求得。v與£相對應(yīng)的斷面平均氣流速度，m/sP煙氣密度，Kg/m3Li=0.05xtan67.5o=0.12mLi=0.05xtan67.5o=0.12ma、漸縮管的計(jì)算漸縮管的計(jì)算a<45°時(shí)£=0.1取a=45°v=12.05m/sP2_20.10.8312.05=6.026Pa2設(shè)兩個(gè)均為90°彎頭D=400mm取R=1.

16、5D2nP20.1750.8312.05222=21.09Pa漸擴(kuò)管的計(jì)算A3.140.39882-=0.50A0.50.54查化工原理附表則£=0.25Pl2一_20.250.8312.05=15.06Pa22,(0.50.4)tan67.5L3=0.12mb、除塵器出氣管的阻力損失的計(jì)算風(fēng)機(jī)如圖所示，出氣管管道計(jì)算如下:漸擴(kuò)管的計(jì)算a<45°時(shí)e=0.1取a=30°v=12.05m/s2_2c0.10.8312.05P=6.026Pa22一(0.50.4)tan67.5L4=0.12m兩個(gè)90°彎頭D=400mmD=400mm貝U£=

17、0.1752nP22nP20.1750.8312.05222=21.09PaC、對于T型三通&=0.55P20.550.8312.052=33.14Pa2則系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力550Pa,除塵器阻力1400Pa（一般為12001500PaEh=150.65+6.026+6.026+21.09+15.06+6.026+21.09+33.14+550+1300=2106.70Pa2.2.8風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算1.1Q(273tp)101.325Q=273B1.10.9183600433101.3253,.=5961.47m/h273981.1風(fēng)量備用系

18、數(shù)1.1風(fēng)量備用系數(shù)當(dāng)?shù)卮髿鈮篕PaQ一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量,Q一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前的風(fēng)量,m/htp一風(fēng)機(jī)前煙氣溫度0C,若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫度2、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算Hy1.2(273ty)BPyhSy)(273tp)101.3251.29312(2106.70111)(273160)101.3251.293(273200)981.36=2154.79Pa1.2風(fēng)壓備用系數(shù)EAh一系統(tǒng)總阻力，Patp一風(fēng)機(jī)前煙氣溫度七ty一風(fēng)機(jī)性能表中給出的實(shí)驗(yàn)用氣體溫度，。cPy一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度1.36Kg/m3Sy煙囪產(chǎn)生的抽力，Pa根據(jù)Hy和Qy選定Y8-39的引風(fēng)機(jī)，性能表如下3、電動(dòng)機(jī)

19、功率的計(jì)算型號全壓/(Pa)風(fēng)量/（m/h）功率/Kw轉(zhuǎn)速/(r/min)Y8-39213657622500260003-372850NeNeQyHy36001000y1y25961.472154.791.3360010000.60.958.14KwQy風(fēng)機(jī)風(fēng)量,Hy一風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Yi一風(fēng)機(jī)在全頭時(shí)的效率（一般為0.6）y2機(jī)械傳動(dòng)功率（用V形帶動(dòng)傳動(dòng)時(shí)=0.95）一電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對引風(fēng)機(jī)=1.3根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式，選定Y160L-6型電動(dòng)機(jī)（功率是11Kw)性能參數(shù)如下:Y160L-6型電動(dòng)機(jī)性能表功率（Kw）型號轉(zhuǎn)速r/min效率（%）功率因數(shù)cos11Y160L-6970

20、870.783.填料塔的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1 吸收S。的吸收塔的選擇名稱操作參數(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)空塔氣速填2.05.0m/s結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備小，制造容易，占空間小；液氣比小，液氣比0.5料塔1.0L/m3能耗低；氣液接觸好，傳質(zhì)較易，可同時(shí)除塵、降溫、吸收不能無水運(yùn)行壓力損失2001000Pa液氣比1自10L/m3結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；渤噴淋密度6m3/(m2.h)填料可用耐酸陶瓷，較易解湍壓力損失決防腐蝕問題；不能無水運(yùn)行球流體阻力較小，能量消耗低；500Pa/m操作彈性較大，運(yùn)行可靠。塔空塔氣速0.51.2m/s空塔氣速1.03.0m/s小孔氣速16結(jié)構(gòu)較簡單，空塔速度高，安裝要求嚴(yán)格，塔篩22m/s處理

21、飛里大；板要求水平；板液層厚度40能夠處理含塵氣體，可以同操作彈性較小，易塔60mm時(shí)除塵、降溫、吸收；形成偏流和漏液，單板阻力大直徑塔檢修時(shí)方便使吸收效率卜降。300600Pa噴淋密度1215m3/(m2.h)氣液接觸時(shí)間短，空塔氣速混合不易均勻，吸噴2.54.0m/s結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，操作容收效率低；液氣比13易；液體經(jīng)噴嘴噴入，淋30L/m3可同時(shí)除塵、降溫、吸收，動(dòng)力消耗大，噴嘴塔壓力損失壓力損失小易堵塞；5002000Pa產(chǎn)生霧滴，需設(shè)除霧器通過比較各種設(shè)備的性能參數(shù)，填料塔具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、彈性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的脫硫效率，所以選用填料塔吸收二氧化硫。3.2 脫硫方法的選

22、擇工藝比較濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO煙氣以除去SO的技術(shù)本設(shè)計(jì)為高濃度SO煙氣的濕法脫硫近年來盡管半干法和干法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用有了較大的發(fā)展空間，但是濕法脫硫仍是目前世界上應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)，具優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，脫硫效率高，操作簡便，吸收劑價(jià)廉易得適用煤種圍廣，所用設(shè)備較簡單等優(yōu)點(diǎn)。常用方法有石灰/石灰石吸收法、鈉堿吸收法、氨吸收法其工藝比較見下表：項(xiàng)目優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)石灰/石灰石吸收法脫硫效率局，吸收劑資源廣泛，價(jià)格低廉，副產(chǎn)品后曾可用建筑材料系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，造價(jià)高，容易結(jié)垢造成堵塞，運(yùn)行費(fèi)用高，只使用大型電站鍋爐氫氧化鈉吸收法價(jià)格便宜，脫硫效率高，副產(chǎn)品的溶解度特性高溫下NaHSO專換成

23、NaSO,喪失吸收二氧化綜合本工藝流程圖及上述幾種常用脫硫的優(yōu)缺點(diǎn)比較，經(jīng)過比較全面考慮更適用加熱解吸過程，可循環(huán)利用，吸收速度快硫的能力氨吸收法脫硫效率高，運(yùn)行費(fèi)用低吸收劑在洗滌過程中揮發(fā)產(chǎn)生氨霧，污染環(huán)境，投資大最終我們組選用鈉堿吸收法進(jìn)行脫硫，即采用NaO侏吸收煙氣中的SO,再用石灰石中和再生，再生后的溶液繼續(xù)循環(huán)利用。該法吸收劑采用鈉堿，故吸收率較高，可達(dá)95%而且吸收系統(tǒng)不生成沉淀物，無結(jié)垢和阻塞問題。其反應(yīng)機(jī)理：2NaOH+SO2一NazSO+H2ONa2SO+SO2+H2O-2NaHSONazSO同樣可以吸收SO,達(dá)到循環(huán)吸收的效果。3.2.1 工藝流程介紹.工藝流程介紹含SO煙

24、氣經(jīng)除塵、降溫后送入吸收塔，塔噴淋含NaOH§液進(jìn)入洗滌凈化，凈化后的煙氣排入大氣。從塔底排出的吸收液被送至再生槽加CaCO原醒中和再生.將再生后的吸收液經(jīng)固液分離后，清夜返回吸收系統(tǒng)；所得固體物質(zhì)加入隆O重新漿化后，鼓入空氣進(jìn)行氧化可得石膏.1 .工藝過程一、脫硫反應(yīng)：Na2SO3+SO2-NaSO3+CO2T（1）2NaOH+SO2-Na2SO3+H2O（2）Na2SO3+SO2+H2O-2NaHSO3（3）其中：式（1）為啟動(dòng)階段Na2CO3s液吸收SO2的反應(yīng)；式（2）為再生液pH值較高時(shí)（高于9時(shí)），溶液吸收SO2的主反應(yīng)；式（3）為溶液pH值較低（59）時(shí)的主反應(yīng)。二、氧

25、化過程（副反應(yīng)）Na2SO3+1/2O2-Na2SO4(4)NaHSO3+1/2O2-NaHSO4(5)三、再生過程Ca(OH)2+Na2SO3-2NaOH+CaSO3(6)Ca(OH)2+2NaHSO3-Na2SO3+CaSO?1/2H2O+3/2H2O(7)四、氧化過程CaSO3+1/2O2-CaSO4(8)式(6)為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式(7)為再生至pH>9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)，再生的NaOHT以循環(huán)使用。2 .3填料的選擇填料是填料塔的核心，它提供了塔氣液兩相的接觸面而且促使氣液兩相分散，液膜不斷更新，填料

26、與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)格低廉等。填料的種類很多，大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實(shí)體填料包括環(huán)形填料(如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán))，鞍型填料(如弧鞍、矩鞍)，以及由陶瓷、金屬、塑料等材質(zhì)制成的填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的填料，如鞍形網(wǎng)、波紋網(wǎng)等。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)空間及環(huán)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與其它填料相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%Z上，傳質(zhì)效率提高30流右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。結(jié)合幾種填料的優(yōu)缺點(diǎn)最終決定本次設(shè)計(jì)選擇塑性鮑爾環(huán)作為填料。3 .4填

27、料塔的計(jì)算物料衡算衡算式：V(Yi-Y2)=L(X1-X2)636y尸22.40.001=0.00223y2=y1(1-95%)=0.00223X64(1-95%)=0.000111對于純?nèi)軇┪者^程，進(jìn)塔液相組成為X2=022.4惰性氣體流量V=0.9183600X(1-0.00223)=147.21kmol/hYi=yi/(1-yi)=0.00223/(1-0.00223)=0.00223Y2=y2/(1-y2)=0.000111/(1-0.000111)=0.000111查得總壓101.3KPa,溫度293K條件下SO在水中亨利系數(shù)E=3.55X103KPa_335.04E3.5510相

28、平衡常數(shù)mP101.3溶解度系數(shù)H=0.0156kmol/m3KPa最小液氣比：=33.30L=丫丫2=0.002230.000111(V)min-丫30.00223c-X20m35.04取操作液氣比V1.4（。）min取操作液氣比V1.4（。）min1.433.30=46.62L=46.62X147.21=6862.93kmol/h由V(Y1-Y2)=L(X1-X2)知V147.21X1=X2+(Y1-Y2)=0+-(0.002230.000111)=0.000045L6862.933.4.2 塔徑的計(jì)算在常壓零攝氏度下SO的密度為2.927填料的相關(guān)參數(shù)：品名（鮑爾切、）徑X高X厚mm&l

29、t;mm<mm比表面積（吊/m3）空隙率%干填料因子L/m種類116X16X11880.91275種類225X25X1.21750.90239種類338X38X1.41150.89220種類450X50X1.5930.90127種類576X76X2.6730.9294計(jì)算如下：1 .塔底液化氣速計(jì)算L'=LXML=6862.93X40=274517.2kg/hV'=QT'T0.9183600293=3547m3/h273G'=pgXV'=1.36X3547=4823.92kg/h其中pg一氣體密度kg/spl液體密度kg/sL'液體的質(zhì)量流

30、量kg/sG'混合氣體的質(zhì)量流量kg/s查圖Eckert的橫坐標(biāo)(-L-)(上)0.5(274517.2)(136)0.5=2.05G'L4823.921050在關(guān)聯(lián)圖上查到與亂堆填料的泛點(diǎn)線查得縱坐標(biāo)2Y=uf=0.gL0.2L選用50mrK50mm1.5mm的塑料鮑爾環(huán)為亂堆填料填料因子?=94L/m小=1000/1050=0.95200C時(shí)溶液黏度取200C水的黏度L=1.0050mPa-s泛點(diǎn)氣速,0.010Lg、0.5,0.0109.81050n.suf=(L)(0t)=0.92m/sGL940.951.361.00502.計(jì)算塔徑D空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%80%取

31、u=80%Uf=0.8X0.92=0.736m/s時(shí)4Q43547D=1.31m、u3.1436000.736根據(jù)國壓力容器公稱直徑進(jìn)行校正得D=1.35m3.a、塔徑核算氣速核算在新的塔徑下核算空塔氣速U等=0.69m/s3.141.352豈069=0.75Uf0.92符合空塔氣速為泛點(diǎn)氣速的50%80的要求。b、噴淋密度最小噴淋密度Umin=(Lw)minat填料比表面積at=73m1最小濕潤率(Lw)min=0.08m3/(mh)直徑<75mm勺環(huán)形材料；0.12m3/(m-h)直徑>75mm勺環(huán)形材料這里取(Lw)=0.12m3/(m-h)故540.12x73=8.76n/

32、(m-h)在新的塔徑下核算噴淋密度U=-Lix0.785xD2=274517.2x0.785x1.352=182.74m3/(m-h)>UminL1050設(shè)計(jì)合理c、核算徑比D135-=17.76>10可避免壁流現(xiàn)象，核算符合要求d0.076填料塔高度的計(jì)算用清水吸收屬于中等溶解度的吸收，氣膜阻力和液膜阻力都應(yīng)考慮，本設(shè)計(jì)屬于低濃度氣體的吸收，塔氣體和液體的摩爾流量變化較小，具提及吸收系數(shù)可視為常數(shù)，采用計(jì)算公式Z=HOg-nog.相總傳質(zhì)高度hog(m)的計(jì)算液相物性數(shù)據(jù)在低濃度吸收過程中，溶液的物性數(shù)據(jù)可以近似取純水的物性數(shù)據(jù)，由手冊查得，20。C時(shí)水的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：密度pl=

33、1050kg/m3黏度以L=0.001Pas=3.6Kg/(m-h)表面力o=72.6dyn/cm=940896Kg/h2SO2在水中的擴(kuò)散系數(shù)Dl=1.47X10-5cni/s=5.29X10-6m/h混合氣體的黏度可近似取為空氣的黏度查手冊得20°C空氣的黏度nv=1.81X10-5Pas=0.065Kg/(m'h)查手冊得SO在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)D/=0.108cm2/s=0.039m2/h氣相總傳質(zhì)單元高度采用修正的恩田美聯(lián)式計(jì)算：1 2包1exp1.45(上嚴(yán)(三)0.1(丫)0.05()02atlatllglAl查表地，oc=40dyn/cm=518400Kg/h2

34、(1dyn/cm=12960Kg/h2)液體質(zhì)量流量UL=6862.93X40/0.785X1.352=191881.17Kg/(m2-h)_2_2aw5184000.75/191881.170.1,191881.1773、0.05/191881.17、。劣一1exp1.45()()(28)()at940896733.6105021.271081050940896730.85氣膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算:氣體質(zhì)量流量U=35471.362=3371.81Kg/(m2-h)0.7851.350.237(星廣atvV)310237(3371.811(0.065、(730.039)730.065,1.36

35、0.039,(8.31429320.030kmol/(mhkpa)液膜吸收系數(shù)由下式計(jì)算：u2-1L0.0095(-UM3()(-L-awLLDLL0.0095(0.0095(191881.173)30.85733.6181,3.6、5，3.61.27108X3(6)2()310505.291010502.54m/h1111kGa=kGaw(|).=0.030x0.85x73X0.95.=1.76Kmol/m2h-KPaha=皿小4=2.54X0.85X73X0.950.4=154.41h=75%>50%Uf由kG'a=1+9.5(0.5)1.4kGaUfkL'a=1+2

36、.6(-0.5)2.2kGaUf得kG'a=1+9,5(0.75-0.5)"x1.76=4.16Kmol/m2-hKPa_2,2-1kL'a=1+2.6(0.75-0.5)X154.41=173.43h心溶解度系數(shù)H=0.0156Kmol/m3KPaEms(a111GaHLa1114.16173.430.01561.67kmol/(m3hKPa)HOGHOGVKYaVGaP0.61m147.21ZZZ""21.67101.30,7851.35其中，Uv、IL氣體、液體的質(zhì)量通量，kg/(n2h)；avnl氣體、液體的黏度，kg/(mh)1Pa-s=

37、3600kg/mh；Pv、PL氣體、液體的密度，kg/m3;D/、CL溶質(zhì)在氣體、液體中的擴(kuò)散系數(shù)，nVs;R通用氣體常數(shù)，8.314(吊kpa)/(kmol'K);T系統(tǒng)溫度，K;at填料的總比表面積，ni/ni；aw填料的潤濕比表面積，m/m3；g一重力加速度，1.27x108m/h；ol液體的表面力，kg/h2(1dyn/cm=12960kg/h2)6c填料材質(zhì)的臨界表面力，kg/h2(1dyn/cm=12960kg/h2)小一填料形狀系數(shù)。2、氣相總傳質(zhì)單元數(shù)Ndg的計(jì)算采用對數(shù)平均推動(dòng)力法G'=V(Y1-Y2)=147.21X(0.00223-0.000111)=0.

38、31由G'=V(Y1-Y2)=L(X1-X2)Y1=0.00223Y2=0.000111X1=0.000045X2=0X2=0Ym(YiYq)(Y2Ye2)(0.0022335.040.000045)(0.00011135,040),0.0022335.040.000045In0.00011135.0400.0005422,0.0006532In0.0001110.00031NogY丫2YmL'X=(m)2Y=-gL由X=2.05Y=0.0064查圖得壓降約為R/=50mm2O/mn#0.002230.0001110.000316.84Z=NogXHdg=6.84X0.61=4

39、.17m填料層的設(shè)計(jì)高度一般為Z'=(1.21.5)Z,Z'=1.5X4.17=6.25m設(shè)計(jì)取填料層高度為Z=7m對于鮑爾環(huán)h/D=510,Hmax<=6m,取h/D=6,則h=6X1350=8100mn#算得填料層高度為7000mm故不需分層3.4.4壓力降的計(jì)算(上)0.5(274517.2)(堡)。.5=2,05L4823.921050一=0.X0.64=0.00640.2L9.8071041073c0.050.05即FMf=3.43X10Pa3.5填料塔的附件選擇選用篩孔盤式分布器，進(jìn)口管徑為400mm進(jìn)口風(fēng)速為12.05m/s,阻力約為400Pa選用多孔盤管式液體分布器，阻力約為50Pa選用液封排液裝置選用絲網(wǎng)除塵器，出口管徑為250mm阻力為100Pa1、管道局部阻力計(jì)算根據(jù)工藝流程，填料塔至煙囪間附屬3個(gè)90°彎