20th燃油鍋爐的煙氣脫硫工藝設(shè)計

1、目 錄任務(wù)書1. 綜述1.1煙氣脫硫技術(shù)研究進展11.2石灰石石灰-石灰法的反應(yīng)機理31.3煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢42. 設(shè)計說明書52.1 概況52.2 設(shè)計依據(jù)、原則及設(shè)計范圍52.3 工藝設(shè)計52.3.1 工藝流程52.3.2 主要設(shè)備設(shè)計/選型92.4 非工藝設(shè)計122.5 項目經(jīng)濟評價152.5.1 工程投資182.5.2 工程運行費用203. 計算說明書223.1 急冷塔223.2 吸收塔243.3 換熱器243.4 泵和風機的選型計算274. 參考文獻285. 工程圖紙任務(wù)書油耗量1.4t/h，燃油平均含油量1.5%，出口煙氣溫度280，鍋爐年運行時間5500h。由以上數(shù)據(jù)確定燃油

2、鍋爐的煙氣脫硫工藝流程和主要反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計參數(shù)及工藝的主要技術(shù)性能參數(shù)和經(jīng)濟評價。1 綜述我國燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫起步較早，但發(fā)展緩慢。早在50年代初，我國南京永利寧化工廠就在工業(yè)鍋爐內(nèi)噴撒石灰，以防治煙氣中對鍋爐護管及設(shè)備的腐蝕，其效果較好。在80年代之前，我國燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫的研究及開發(fā)，基本上處于停滯階段。到了80年代末或90年代初，由于我國大氣污染及酸雨污染日趨嚴重，研究與開發(fā)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)便應(yīng)運而生。許多部門著手研究及開發(fā)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)。1995年8月，我國修改后的中華人民共和國大氣污染防治法的正式出臺，在法規(guī)上定義為我國重要的必須治理的大氣污染物，污染防治及

3、酸雨污染防治納入法律條文，以法規(guī)形式確保污染防治和酸雨污染防治。隨著中華人民共和國大氣污染防治法的貫徹和執(zhí)行，在很大程度上促進了燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫的研究與開發(fā)。我國相當多的高等院校，中國科學院的院所，各部委的科研機構(gòu)，地區(qū)的科研部門，環(huán)保局的科研院所，以及民營科研機構(gòu)等，對燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)紛紛進行研究與開發(fā)。參加研究與開發(fā)的單位之廣，人數(shù)之多，時間之長，在我國歷史上實屬罕見。燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫以其存在問題多，治理難度大，而成為我國當今令人關(guān)注的熱點。由中國環(huán)境科學學會發(fā)起和主辦的三屆務(wù)實和卓有成效的“全國燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)交流會”，把我國燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)研究與開發(fā)，從引進

4、、學習、消化、模擬階段推進到獨立自行研究與開發(fā)階段，進一步推進到富有獨創(chuàng)的研究與開發(fā)階段。三屆技術(shù)交流會，極大地促進了科研單位之間煙氣脫硫技術(shù)的交流與學習，溝通了科研單位和用戶之間的產(chǎn)銷關(guān)系，促進了煙氣脫硫技術(shù)及設(shè)備進入燃煤工業(yè)鍋護的市場?？梢哉f，中國環(huán)境科學學會，在促進我國煙氣脫硫技術(shù)研究與開發(fā)方面功不可抹。 1.1我國燃煤煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀 在90年代不到10年內(nèi)，我國研究與開發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)多達50種以上。時間短，種類多，技術(shù)廣，在人類煙氣脫硫研究與開發(fā)歷史上也不多見。在研究與開發(fā)的50多種燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)中，包括爐內(nèi)直接噴石灰/石灰石、沸騰床石灰石和噴霧干燥法等干法煙氣脫硫，鈣堿

5、法、氨堿法、鈉堿法及鎂堿法等濕法煙氣脫硫。濕法煙氣脫硫占95%左右，干法煙氣脫硫占5%左右。目前，干法煙氣脫硫除個別方法外，仍處于研究及中試階段，尚未工業(yè)化，近期內(nèi)很難推廣應(yīng)用。濕法煙氣脫硫趨于成熟，正處于工業(yè)化應(yīng)用，是當前可行的脫硫技術(shù)。濕法又分為除塵脫硫組合體化設(shè)備，和除塵與脫硫分體組合式設(shè)備。在研究與開發(fā)的50多種煙氣脫硫技術(shù)中，運行穩(wěn)定、安全可靠的煙氣脫硫技術(shù)大約有10種左右，其脫硫效率均能達到國家允許的排放標準。其性能為脫硫效率較高(7090%)，無二次污染，液氣及灰水分離良好，防腐、耐磨，無結(jié)垢、無堵塞、運轉(zhuǎn)效率高(>90%)，使用壽命長(10年以上)，能耗低，價格低廉，工藝

6、過程及設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，占地面積小。不到10年內(nèi)，在煙氣脫硫研究及開發(fā)中，一向被人們認為難以解決的腐蝕、磨損、結(jié)垢及堵塞等棘手的問題，取得突破性的解決，脫硫設(shè)備的使用壽命在10年以上，運轉(zhuǎn)效率在90%以上。相當部分關(guān)鍵技術(shù)，如防腐、耐磨、防結(jié)垢、防堵塞、灰水分離、液氣分離等，達到或接近國際的先進技術(shù)?，F(xiàn)就目前應(yīng)用較為廣泛的煙氣脫硫技術(shù)進行介紹。 石灰石/石膏法石灰石/石膏法是目前應(yīng)用最廣泛、最多、最成熟的典型的濕法煙氣脫硫技術(shù)。我國濕法煙氣脫硫率可達98以上，接近100。國內(nèi)采用此法脫硫的電廠主要有：重慶珞璜電廠一期、重慶珞璜電廠二期、太原第一熱電廠、重慶電廠、杭州半山電廠、北京第一熱電

7、廠、陜西韓城第二電廠等。該工藝具有操作方便、原理簡單、脫硫效率高(部分機組CaS接近1，脫硫效率超過9O)、可應(yīng)用于大容量機組、高濃度條件、可利用率高(>90)、吸收劑來源廣泛、價格也低廉、副產(chǎn)品石灰具有綜合利用價值、運行和維護成本以及脫硫成本較低，是目前公認應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最為成熟的脫硫技術(shù)。 噴霧干燥脫硫法(SDA法)SDA法是美國JOY公司和丹麥NIRO公司聯(lián)合研制出的脫硫工藝。目前，國內(nèi)采用此工藝的電廠主要有四川白馬電廠和山東黃島電廠等。此工藝脫硫效果不是太高(一般在7O左右)，適合于中、低硫煤的脫硫。四川白馬電廠機組每臺容量為200 MW，采用200目的生石灰純度在6O- 70

8、)處理含硫量在32左右的燃煤煙氣(8000)，脫硫效率可達到8O左右。山東黃島電廠機組每臺為210MW，采用粒徑4rflm純度為7O的生石灰處理含硫量為186的燃煤(煙氣為300000，爐后抽出部分煙氣)脫硫效率為7O左右。SDA工藝的特點：(1)工藝簡單，操作簡便安全；(2)維護費用低；(3)腐蝕性小，可采用普通碳鋼制造；(4)采用靜電除塵器或布袋除塵器；(5)過程無廢水產(chǎn)生；(6)壓降低，能耗少，符合當前節(jié)能減排的要求；(7)可適用于低、中、高硫煤。1.1.3 爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法(LIFAC法與LIMB法)LIFAC法由芬蘭Iv0公司和TAMPELLA公司聯(lián)合開發(fā)的基于爐內(nèi)噴鈣技術(shù)基礎(chǔ)

9、上發(fā)展起來的新型煙氣脫硫工藝。傳統(tǒng)爐內(nèi)噴鈣工藝的脫硫效率僅為2O3O ，而LIFAC法在空氣預(yù)熱器和除塵器間加裝一個活化反應(yīng)器，并噴水增濕，促進脫硫反應(yīng)，脫硫效率可達到7O75。LIFAC法比較適合中、低硫煤，其投資及運行費用具有明顯優(yōu)勢，較具競爭力，比較適合中小容量機組和老電廠的改造。LIMB法與LIFAC法實質(zhì)相同，只是增加了多級燃燒器以控制NOx的排放，分級送風燃燒的采用使得局部溫度降低，既可減少NOx的生成，還可以使鈣基脫硫劑避免受爐內(nèi)高溫煙氣的影響，減少了脫硫劑表面的“死燒”，增加了反應(yīng)表面積，提高了脫硫效率，國內(nèi)主要在遼寧撫順電廠和南京下關(guān)電廠應(yīng)用，該工藝具有操作簡單、占地面積少、

10、脫硫率中等、吸收劑消耗量大，主要應(yīng)用于低硫煤。遼寧撫順電廠用此法，用石灰石處理480000煙氣量(燃煤含硫量為054)，脫硫效率僅為4O左右。南京下關(guān)電廠應(yīng)用該套裝置處理含硫量為092燃煤，處理煙氣量2×544000 ，脫硫效率約75。1.1.4 海水脫硫法海水脫硫工藝是利用海水的堿度和水化學特性達到脫除煙氣中的方法，可用于燃煤含量硫不高并以海水作為循環(huán)冷卻水的沿海電廠。海水脫硫的原理是在脫硫吸收塔內(nèi)用海水作為脫硫劑逆行噴淋洗滌，煙氣中的被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放，吸收被海水吸收并在洗滌液中發(fā)生水解和氧化作用，洗滌液引入曝氣池，通過提升pH抑制

11、的溢出。經(jīng)曝氣處理使其中的被氧化成為穩(wěn)定的一并使海水的pH值與COD調(diào)整達到排放標準后排放大海。此套工藝一般適用于海邊、擴散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠，海水脫硫工藝簡單、無結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，吸收劑來源充足、可用率高，無脫硫灰渣產(chǎn)生，脫硫效率達9O以上。高、中、低硫煤均可以采用，但對于內(nèi)陸電廠，推廣使用不太現(xiàn)實，深圳西部電廠采用該套工藝用天然海水處理含硫量在075的燃煤，脫硫效率在9O以上。 荷電干式噴射法采有該工藝的國內(nèi)電廠主要有山東德州熱電廠、杭州鋼鐵集團第二熱電廠、廣州造紙有限公司自備電廠和蘭化熱電廠等。該套工藝具有占地少、投資成本低、運行費用較低、脫硫率中等等特點，主要適

12、用于中、低硫煤，山東德州熱電廠利用該套裝置處理含硫10的燃煤脫硫率達到7O左右。電子束照射法(EBA法)EBA法是一種較新的脫硫工藝，其原理為：在煙氣進入反應(yīng)器之前先加入氨氣，然后在反應(yīng)器中用電子加速器產(chǎn)生的電子束照射煙氣，使水蒸氣與氧等分子激發(fā)產(chǎn)生氧化能力強的自由基，這些自由基使煙氣中的和N0x很快氧化，產(chǎn)生硫酸與硝酸，再和氨氣反應(yīng)形成硫酸銨和硝酸銨化肥，由于煙氣溫度高于露點，不需再熱。EBA法是一種干法處理過程，無廢水廢渣產(chǎn)生，脫硫率與脫硝率可分別達到9O和8O以上。操作簡單、過程易于控制、對不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的適應(yīng)性和負荷跟蹤性，副產(chǎn)物可以作為化肥，脫硫成本較低。國內(nèi)成

13、都熱電廠采用該套裝置處理含硫量2.0的燃煤，脫硫率達8O左右。氨水洗滌法脫硫工藝該脫硫工藝采用氨水作為脫硫吸收劑與進入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中與氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，經(jīng)與鼓入的強制氧化空氣進行氧化反應(yīng)，生成硫酸銨溶液，經(jīng)結(jié)晶、離心機脫水、干燥器干燥后即制得硫酸銨。該法脫硫效率高，能滿足任何地方環(huán)保的要求，整個系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水或廢渣、能耗低、符合節(jié)能目標、運行可靠性高和適用性廣。華東理工大學已經(jīng)完成2.5000 kW 機組煙氣氨酸法脫硫中試。 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝(CFBFGD)循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是一種使高速氣流與所攜帶的稠密懸浮顆粒充分接觸的技術(shù)。其原理是：在循環(huán)流化床中加入脫硫劑石灰石以

14、達到脫硫的目的。由于流化床具有傳質(zhì)和傳熱的特性，所以在有效吸收的同時還能除掉HC1和HF等有害氣體。用此法可處理高硫煤，當為115時，脫硫效率能達到9O 97。CFBFGD工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。目前，科林公司與國際知名公司合作開發(fā)的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)已申報國家專利并在赤峰熱電廠鍋爐130上應(yīng)用，處于試運行階段。 脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫(PPCP法)PPCP法是靠脈沖高壓電源在普通反應(yīng)器中形成等離子體產(chǎn)生高能電子(5-20 eV)，由于只提高電子溫度，而不

15、是提高離子溫度，能量效率比EBA高2倍。此工藝設(shè)備簡單、操作簡便、投資是EBA法的60 。因此，成為國際上千法脫硫脫硝的研究前沿，而且該工藝還具有脫硝能力，高能電子可以激活、裂解、電離煙氣分子，產(chǎn)生OH、O、等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里煙氣中的SCh、NO被活性粒子和自由基氧化為高價氧化物、并與煙氣中的相遇后形成和，在有或其它中和物存在的情況下生成(NH4)2SO4的氣溶膠，再由收塵器收集，具有有害污染物清除徹底、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。其它脫硫方法近些年，隨著人們環(huán)保認識的加強，又開發(fā)出一些新的脫硫方式，如“篩網(wǎng)式”脫硫裝置、“新型篩板塔式除塵脫硫裝置”、“旋流板塔”、“水膜除塵簡易濕式

16、脫硫裝置”、“濕式曝氣除塵”、煙道噴淋除塵脫硫和排氣凈化串聯(lián)法、“濕式脫硫除塵器”以及水膜式脫硫除塵設(shè)備等。這些設(shè)備都具有操作較為簡單、占地面積少、脫硫率中等以及集脫硫與除塵于一身的特點，適用于現(xiàn)有的燃煤脫硫處理。1.2煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢 目前已有的各種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢和缺陷，具體應(yīng)用時要具體分析，從投資、運行、環(huán)保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，某一項新技術(shù)韻產(chǎn)生都會涉及到很多不同的學科，因此，留意其他學科的最新進展與研究成果，并把它們應(yīng)用到煙氣脫硫技術(shù)中是開發(fā)新型煙氣脫硫技術(shù)的重要途徑，例如微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術(shù)，由于他們各自獨特的特點

17、都將會有很大的發(fā)展空間。隨著人們對環(huán)境治理的日益重視和工業(yè)煙氣排放量的不斷增加，投資和運行費用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無二次污染的脫硫技術(shù)必將成為今后煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除二氧化硫的過程中取得了一定的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術(shù)及高新技術(shù)的不斷發(fā)展，電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等一系列高新、適用性強的脫硫技術(shù)將會代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脫硫方法。為了保護環(huán)境，我國政府已經(jīng)嚴格控制的排放量并開展了一系列卓有成效的節(jié)能減排措施。盡管如此，我國作為一個燃煤使用大國，加強企業(yè)環(huán)保意識以及強制推動下政府相關(guān)政策與法規(guī)具有重要意義。我相信，通過對煙

18、氣脫硫技術(shù)的深入研究，大氣中將會大大降低。1.3煙氣脫硫的目的、意義和主要內(nèi)容采用煙氣脫硫工藝之后，排放的大氣污染物(、煙塵)排放量及排放濃度均明顯減小，從而降低了電廠大氣污染物對當?shù)丨h(huán)境的影響程度，將極大地改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量，環(huán)境效益十分顯著。同時根據(jù)國務(wù)院排污費征收使用管理條例(國務(wù)院令第369號)及排污費征收標準管理辦法(國家計委、財政部、國家環(huán)保局、國家經(jīng)貿(mào)委令第31號)，實施煙氣脫硫后每年可減少大氣中二氧化硫的排放量，這對人類可持續(xù)發(fā)展十分有利。2 設(shè)計說明書2.1概況條件與任務(wù)某燃油鍋爐煙氣處理工程設(shè)計，鍋爐煙氣流量為20t/h,45374，T=280,含SO2 925.6。要求

19、回收SO2，尾氣和廢水達標排放。 2.2 設(shè)計依據(jù)，原則及范圍 設(shè)計依據(jù)（1）綜合任務(wù)書上給定的該化工廠的廢氣排放量及排放濃度。（2）環(huán)保部門對污染治理的指示與要求。（3）大氣污染排放標準（GB13457_92)一級標準。（4）污水綜合排放標準 設(shè)計原則（1）設(shè)計中為將來更加嚴格的排放標準及規(guī)模擴大留有余地。（2）因地制宜，節(jié)省場地。根據(jù)技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟性上的合理性，對能源，水資源，土地等資源進行綜合利用。（3）充分利用高程自流，節(jié)省動力消耗。（4）嚴禁轉(zhuǎn)移污染物，全面防治二次污染。設(shè)計范圍（1）化工含硫有機殘留液焚燒尾氣SO2的治理。（2）本次設(shè)計只是針對設(shè)施進行設(shè)計，對零件，構(gòu)件，自動

20、控制儀表及其它如建筑設(shè)計，電器設(shè)計，廠房規(guī)劃等由廠家自行解決。（3）設(shè)計可不考慮地下水和雨水，沒考慮化驗，操作人員休息室等附屬廠房和設(shè)備。 2.3 工藝設(shè)計 工藝選擇針對殘留液污染物焚燒尾氣二氧化特點：濃度高，放熱量大，余熱循環(huán)利用及二氧化硫的可回收等特點， 本設(shè)計采用鈉鈣雙堿法對SO2進行處理。采用亞硫酸鈉吸收SO2,吸收液再用石灰進行反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，再生后的氫氧化鈉溶液返回洗滌器。工藝原理（1）吸收反應(yīng)洗滌過程的主要反應(yīng)式： +2洗滌液內(nèi)含有再生后返回的及系統(tǒng)補充的,在洗滌過程中生成亞硫酸鈉。 2+ 在洗滌液中還含有,系煙氣中的與亞硫酸鈉反應(yīng)而生成。 2+2（2）再生反應(yīng) 用石灰漿料進

21、行再生時： + +2 + 亞硫酸鈣的一般形式為半水亞硫酸鈣。用石灰石粉再生時：2 + + +1/2（3） 硫酸鈉的去除 硫酸鈉用硫酸酸化使其轉(zhuǎn)變?yōu)槭鄟砣コ?+2+32+2加酸后，PH 下降到23，使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為亞硫酸氫鈣而溶于溶液中，于是溶液中的超過了石膏的溶度積，使石膏沉淀出來。（4） 氧化反應(yīng)在回收法中，最終產(chǎn)品是石膏，需將由再生反應(yīng)應(yīng)得到的亞硫酸鈣氧化為石膏。 +2.3.3工藝流程本設(shè)計具體的工藝流程如下圖所示。由于鍋爐煙氣溫度高達280，不適合二氧化硫的吸收去除，故需先將其進行冷卻預(yù)處理，經(jīng)過冷卻塔后煙氣的溫度可降至60左右，送入鈉堿吸收塔，原始吸收溶液濃度150,吸收后生成的進

22、入儲罐投加固體濃縮緩沖。根據(jù)儲罐中溶液的停留時間，選兩個儲罐，一個生產(chǎn)儲罐，另一個作為備用儲罐。應(yīng)吸收塔較高，吸收塔出口溶液進入儲罐采用自流，省去了泵的使用。因尾氣溫度較高，且碳酸鈉溶考慮到尾氣的溫度較高，濕度較大，不適宜用干法吸收，該工藝流程設(shè)計以碳酸鈉溶液吸收塔吸收尾氣中的二氧化硫。高溫不利于吸收反應(yīng)的進行，并且對吸收塔的腐蝕較大，應(yīng)此先將尾氣降溫處理。由于尾氣中的二氧化硫具有強腐蝕性，操作過程中反應(yīng)都受到PH值的影響，隨時需要進行酸度調(diào)節(jié)；因此需在地下池設(shè)備中安裝PH值自動控制儀表，調(diào)節(jié)水的酸度，防止對環(huán)境的二次污染。冷卻塔出水由于吸收大量的熱能，出水溫度升高，要循環(huán)利用地下池的水需經(jīng)循

23、環(huán)水冷卻塔降溫，循環(huán)水冷卻塔采用自然通風冷卻，安裝兩臺進水泵，一個生產(chǎn)用泵，一個備用泵，水來自集水池；兩臺出水泵，一個生產(chǎn)用泵，一個備用泵，水送往冷卻塔。水經(jīng)過循環(huán)利用從而節(jié)省了大量的水資源。液吸收二氧化硫的反應(yīng)放熱，高溫不利于吸收反應(yīng)的進行，因此濃縮后的堿液需經(jīng)換熱器的降溫后 進入吸收塔循環(huán)吸收二氧化硫。吸收塔出口氣體溫度為60左右，用引風機引氣排放，由于氣液分離不完全，氣體中攜帶水蒸氣會引起引風機的震蕩，因此在引風機前應(yīng)設(shè)置氣液分離器。且氣體溫度降低，在高煙囪中會冷凝酸化，腐蝕煙囪，且氣體溫度降低不利于氣體的擴散排放，在排放前要升高氣體溫度，使氣體在煙囪口的排放溫度達到160以上。工藝流程

24、圖：冷卻塔地下池填料吸收塔集水池儲液罐換熱器加堿池含硫煙氣冷卻補充鈉堿循環(huán)泵1循環(huán)泵2凈化煙氣自流降溫后Na2SO3鈉堿雙堿法工藝處理焚燒尾氣中的工藝流程圖煙囪混合槽石灰槽再生沉淀池清液槽污泥池2.3.4 設(shè)計主要技術(shù)指標 本設(shè)計的主要技術(shù)指標如表 所示：表一 設(shè)計主要技術(shù)指標序號項目名稱指標備注1煙氣流量45374 進口煙氣2煙氣標態(tài)流量22400進口煙氣3煙氣溫度280進口煙氣4煙氣中的SO2濃度925.6進口煙氣5系統(tǒng)總脫硫效率966SO2排放濃度37.027SO2脫出量40.32kg/h8脫硫塔總阻力1100-1500pa9吸收劑Na2CO3用量264.96kg/h10循環(huán)冷卻水量32

25、.19t/h冷卻塔11循環(huán)冷卻水量200.81kg/h換熱器2.4 主要設(shè)備/構(gòu)件說明 冷卻塔冷卻塔高18.85m，塔徑3.9m，裙座高1.0m，分離與分布區(qū)5.85m。塔頂設(shè)氣液分離器，除去氣體中夾帶的液體霧滴，氣液分離器采用網(wǎng)絲除沫器。集水池 冷卻塔出水進入地下池，保證冷卻塔的循環(huán)水量。集水池尺寸：超高0.8m ，有效水深2.8m，有效容積 V=60m3水力停留時間： 0.6h吸收塔吸收塔采用填料吸收塔，其主要目的是，提供足夠大的表面積，促使氣液兩相分接觸，對氣液流動又不致造成過大的阻力。1）填料塔選擇原則：(1)易起泡的物系，如處理量不大時，以選擇填料塔為宜。因為填料能使泡沫破裂，在板式

26、塔中則易引起液泛。   (2)具有腐蝕性的介質(zhì)，可選用填料塔，如必須用板式塔，宜選用結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜的篩板塔、穿流式塔盤，以及時更換。     (3)粘性較大的物系，可選用大尺寸填料。板式塔傳質(zhì)效率太差。   (4)含有懸浮物的物料，應(yīng)選擇液流通道較大的塔型，以板式塔為宜?？蛇x用泡罩塔、浮閥塔、柵板塔、舌形塔和孔徑較大的篩板塔等。不宜使用小填料。   （5）操作過程中有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。因塔盤上有液層，可在其中安放換熱管，進行有效的加熱或冷卻。  填料種類：塑料鮑

27、爾環(huán)填料性質(zhì)：=25mm ，比表面積a=209m2/m3，空隙率x=0.09m3/m3，堆積面積:p=72.6kg/m3每m3填料個數(shù): n=51.1 ×103 填料因子：=170m-1填料塔尺寸：塔徑D=1.5m 塔高H=13.3m塔壁厚度 4 mm 群座高：3.5m儲罐 儲罐型號：HG21504.1_1992_56容積 V=4.56m3 公稱直徑 DN=1.6m 高H=2.5m2.5 項目經(jīng)濟評價工程主題設(shè)備/構(gòu)件造價本設(shè)計項目的初步成本預(yù)算如表 所示：表二 工程投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量造價/萬元備注1冷卻塔3.2×3.5m12.7碳鋼襯耐酸2集水池5.0×4

28、.0×3.0m10.885混凝土3填料塔1.5×13.3m112.5不銹鋼4儲罐1.5×2.0m12.4碳鋼5換熱器0.4×1.5m10.92碳鋼6循環(huán)水 泵IS100-80-125IS80-65-16042×0.532×0.32一用一備一用一備7堿液泵IH80-65-16022×0.17一用一備8引風機G5-47-12NO:8.420.9一用一備合計 22.345萬元 工程運行及附加費1）人員安排費：操作人員 3人 兩班制 1200元/人技術(shù)人員 1人 一班制 1800元/人月檢修人員 1人 一班制 1500元/人月共計

29、5人 6900 元/人月 6900/(6900×30×24)=0.00138元/ms2）每日電耗費用： 表三 設(shè)備電耗一覽表（/d）序號名稱功率（KW）運行數(shù)量(臺)運行時間（h/d）小計（KWh）1 循環(huán)水泵11.5112182循環(huán)水泵21.11121323堿液泵1.7911221.484引風機1.4512434.8總計 206.8廠內(nèi)電價價格按0.06元/KWh.用電費為：217.25×0.60/4500=0.029元/（m3。·d）=0.0013元/(m3·h)3）運行總費用為：0.00138+0.0013=0.00268元/m3廢氣 4

30、）工程附加費用（1）管理費 ：直接費×9 2.345萬元（2）設(shè)計費：直接費×5 3.510萬元（3）系統(tǒng)調(diào)試費：直接費×8 2.345萬元（4）稅費：直接費×3.14 0.950萬元5） 間接費總合： 9.150萬元6） 工程總費用合計：22.345+9.150=31.495萬元平均每m3尾氣費用：31.495/4500=70元/m3尾氣2.6 工程評價我個人認為這套脫硫設(shè)備設(shè)計較為合理且運行費用不算太高3 計算說明書鍋爐煙氣性質(zhì)：鍋爐煙氣體積V=45374,T=280,含925.6,用煙道氣近似計算。 3.1冷卻塔冷卻塔中水的相變過程：280(汽）1

31、00 (汽）100 (水）60 (水）3.1.1總放熱量 Q= =20000×1.101×(280-60) =4844400其中:鍋爐煙氣的平均比熱容/();(=1.101/() -焚鍋爐煙氣的溫度差；（=280-60=340） 3.1.2 冷卻水消耗量 m=4844400/(4.3*35)=32188.7 L=m/=32188.7/1000=32.19其中：Cp2-水的比熱容，kcal/(kg.)；（Cp2=1kcal/(kg.） -冷卻水的溫度差，；（ t2=45-10=35） -水的密度,kg/m3;(=1000)3.1.3 塔徑= 3.6其中：v-氣體體積流量，;（

32、v=45374/3600=12.6) -空塔氣速，m/s;（空塔氣速一般為0.5-1.2m/s,取=1.2m/s)塔截面積 S0=1/4D02=1/4×3.14×3.6=2.8m2將塔截面積放大1.1倍，即： S=1.1S0 =1.1×2.8=3.08m2塔徑為：D=3.9 m3.1.4 塔高冷卻塔是空塔，其高度是液氣接觸段、上部的液氣分離段與下部的液氣分離段之和。設(shè)液氣接觸段氣體的停留時間設(shè)計10秒，則液氣接觸段的高度 =t =1.2×10=12 m根據(jù)經(jīng)驗值，上下段分離高度至少大于塔徑，一般為1.52D（塔徑）。取1.5倍，則上下段分離高度為： =1

33、.5D=1.5×3.9=5.85m群座高為 =1m,則吸收塔高為 H=+=12+5.85+1=18.85 m3.2 吸收塔3. 2.1溶液用量鍋爐煙氣中二氧化硫的含量為：42尾氣急冷過程中被吸收掉0.7%.則進塔氣體中含量為： =42×(1-0.7%)=41.7設(shè)吸收塔中的去除率為96%，即去除量為： =41.7×96%=40.0排除氣體中含量為： =42-40=2000由反應(yīng)方程式： + + 1mol 1mol 1mol 1mol可知吸收64kg需 106kg ，則用量為： m =40.0/64×106=66.25，設(shè)用溶液的濃C為200,質(zhì)量分數(shù)為3

34、0%，則用量為： =m/C=66.25÷30%÷200 =1.104=220.8kg/h取安全系數(shù)1.5，則Na2CO3溶液實際用量為 L =1.2× 220.8=264.96kg/h 塔徑1）氣體體積流量 Vs =/ =20000/1.0235=19540.8 其中 ： 鍋爐煙氣出口每小時排除煙氣質(zhì)量，kg/h;(=20t/h) 60時煙氣密度，;(=1.0235)2）填料的選擇 （見填料的特性部分）；3） 塔徑60時煙氣密度=1.0235,常溫時碳酸鈉溶液：密度=1200, 黏度=2.3溶液密度與水的密度比為： =0.8進塔氣體質(zhì)量流量=20t/h進塔碳酸鈉溶

35、液質(zhì)量流量WL= 331.2kg/h查圖得 p=0.008,液泛氣速=0.55m/sU=0.7=0.7×0.55=0.385m)=(4×0.83)/（3.14×0.385) =2.07m其中： 氣體體積流量，m3/s; U 空塔氣速,m/s;塔截面積為： = 1/4×3.14×2.07×2.07=3.36m2,比例因子取1.2， A=1.2A0 =1.2×3.36=4.03 計算得 D=2.2m 塔高1）氣相流率 標準狀態(tài)下氣體體積流量為： =0.83×273/(60+273)=0.680氣相流速為： G=V0/2

36、2.4A=0.680/(22.4×4.36)=0.007Kmol2）傳質(zhì)單元高度 =0.007/（4.10×0.01）=0.171m其中 總傳質(zhì)系數(shù)，Kmol/(s.m2)； =4.10×Kmol3）傳質(zhì)單元數(shù)進塔氣體的摩爾流量為： =22400÷273×(60+273)/ (22.4×)=2.7×mol/h進塔氣體中的二氧化硫的摩爾流量為： =656×(1-0.7%)=651.4mol/h塔氣體的摩爾流量為： =27000000-651.7×96%=26999374.37mol/h出塔氣體中二氧化硫的摩

37、爾流量為：=42000×(1-0.7%)×(1-96%)/64=260.66 mol/h=(0.000024125-0.000009654)(0.000024125/0.000009654)/(0.000024125-0.00000956)=2.499其中： =651.4/27000000=0.000024125 =260.66/26999374.37=0.000009654 _傳質(zhì)系數(shù)；4）填料層高度 =0.171×2.499=0.427m =1.8=1.8×0.427=0.769m分一層，層高度0.769m5）總塔高 =0.769+0.5+3.2+3.5=7.969m其中：填料層高度，m：h=0.5m; 分離與分布區(qū)高，m; =3.2m; 裙座高度，m; =3