脫硫物料平衡計算

有關(guān)計算物料平衡計算SO2去除率計算液氣比計算其他參數(shù)確定系統(tǒng)物料平衡計算濕法煙氣脫硫(WFGD)系統(tǒng)物料平衡的包括以下六個子平衡：煙氣平衡、固平衡、水平衡、氯平衡、鎂平衡、熱平衡。吸收塔物料總平衡Y廢水G石膏G制漿水石膏處理系統(tǒng)沖洗水除霧器沖洗水Qy2凈煙氣Qy1原煙氣G漿液吸收塔X排出漿液P濾液返回補充水氧化風(fēng)制漿系統(tǒng)系統(tǒng)物料總平衡圖1、煙氣平衡煙氣的平衡與整個系統(tǒng)煙道的布置有很大的關(guān)系,由于鋼煙道會有漏風(fēng)現(xiàn)象的存在,從而伴隨著一定的溫降。煙氣中酸性物質(zhì)的存在對系統(tǒng)會有腐蝕，因此煙氣溫度的高低對于系統(tǒng)煙道的防腐設(shè)計會有很大影響。如在原煙氣側(cè)，經(jīng)GGH前，溫度較高120

℃以上，所以不設(shè)防腐設(shè)計，而在進塔煙氣管道中由于SO2濃度高，溫度低；塔出口煙道中由于溫度在系統(tǒng)中最低，水蒸氣含量很高，還有液態(tài)水的存在，所以環(huán)境條件極惡劣，必須加強防腐設(shè)計。還有煙氣中的灰塵物的濃度的高低，直接影響到煙道和系統(tǒng)設(shè)備的磨蝕和防堵的設(shè)計，由于原煙氣管路中煙氣的粉塵含量大于凈煙氣中的粉塵含量，考慮到磨損，其設(shè)計的原煙氣氣體流速比凈煙氣的要低。1、煙氣平衡GGHQy1’Qy2’Qy1Qy2煙道漏風(fēng)：Vy+(l+)Vko(干）理論空氣量：式中：Vy-原煙氣Nm3/kg;漏風(fēng)系數(shù)：對于鋼煙道，取0.01/10米。VKO理論空氣量Nm3/kg；Car煤所含基碳；

Sar煤所含基硫；Har煤所含基氫；Oar煤所含基氧1%Qy13%Qy2’吸收塔2、固平衡固平衡(漿液)是脫硫系統(tǒng)中的關(guān)鍵平衡之一，其各種組分的變化是在吸收塔中進行的,它對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,商品石膏的品質(zhì),系統(tǒng)中漿液管道的設(shè)計,石膏旋流器,皮帶脫水機的選擇等都具有決定性的作用?！?〉計算原理和方法計算原則:吸收塔內(nèi)的固體量必須被全部排出系統(tǒng)。塔內(nèi)固體主要有:CaCO3，CaSO3·1/2H2O，CaSO4·2H2O，惰性物質(zhì)，灰及少量的其它物質(zhì)。脫硫塔底固體量計算假設(shè)干脫硫產(chǎn)物中CaSO4·2H2O與CaSO3·1/2H2O質(zhì)量比為0.92:0.01，其摩爾比為：(0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01:1.脫硫塔底固體中各組分流量組分質(zhì)量流量kg/hW%ηMSO2×172.17×69.01÷(69.01+1)

ηMSO2×129.15×1÷(69.01+1)

ηMSO2×100.09×(Ca/S-1)

雜質(zhì)ηMSO2×100.09×Ca/S(1-A)

飛灰FGD入口灰量×75％

合計

100G固體石膏處理系統(tǒng)固平衡一級旋流器真空皮帶機吸收塔回用水箱廢水旋流器)%(54.2)(sGtG制漿水制漿水吸收劑需求量計算煙氣中脫除SO2量為MSO2mol/h，需純石灰石量為MSO2mol/h。需純度為ACaCO3的石灰石量為：

㎏/h其中：鈣硫比Ca/S<=1.05CaCO3量為：G石灰石×ACaCO3kg/h雜質(zhì)量為：G石灰石×(1-ACaCO3)kg/h如使用工業(yè)水制備30%含固量漿液，則需水量：G石灰石/0.3×0.7kg/h如使用v%含固量的脫硫反應(yīng)塔塔底漿液旋流分離液制備30%含固量漿液，設(shè)v%含固量旋流分離液中的固體物量為Skg/h，以水平衡可列下式：S/v%×(1-v%)=(S+G石灰石)/30%×(1-30%)計算得到Skg/h，則所需的水量為：G水＝S/v%×(1-v%)kg/h則需v%的塔底漿液旋流分離液為：G制漿水＝S+G水kg/h30%漿液量為：G漿液＝G水/(1-30%)kg/h石膏結(jié)晶水計算CaSO4·2H2O中結(jié)晶水量為：G1=[ηMSO2×172.17×69.01÷(69.01+1)]÷172.17×2×18.02kg/hCaSO3·1/2H2O結(jié)晶水量為：G2=[ηMSO2×129.15×1÷(69.01+1)]÷129.15×0.5×18.02kg/h反應(yīng)產(chǎn)物中結(jié)晶水量為：G結(jié)晶水＝G1+G2石膏帶走水計算G石膏帶走水＝G石膏×10％固平衡衡計算算框圖圖吸收塔塔出口口漿液液石膏處處理系系統(tǒng)固固平衡衡吸收劑劑需要要量計計算吸收塔塔底固固體量量計算算吸收塔塔返回回漿液液P石膏量量、沖沖洗水水石膏帶帶走水水結(jié)晶水水計算算制漿水水廢水總總量石膏帶帶出總總水量量石灰石石漿液液量石灰石石量3、水水平衡衡水平衡衡是WFGD系系統(tǒng)中中的重重要平平衡,水循循環(huán)率率對系系統(tǒng)的的穩(wěn)定定,石石膏的的品質(zhì)質(zhì),設(shè)設(shè)備的的材料料的選選擇都都有重重要的的影響響。水水循環(huán)環(huán)率的的大小小對吸吸收塔塔和管管路中中的漿漿液中中的固固體組組分的的含量量會有有一定定的影影響，，特別別是顆顆粒較較小的的組分分。如加大大水循循環(huán)率率，即即減小小廢水水的排排放量量，則則會加加大液液體中中Cl離子子和硫硫酸根根的含含量，，對設(shè)設(shè)備管管道的的材質(zhì)質(zhì)要求求高，，石膏膏的純純度差差。但但是如如果加加大廢廢水的的排放放量，，則會會增加加廢水水處理理系統(tǒng)統(tǒng)的建建造成成本及及廢水水處理理的運運行成成本，，同時時耗水水量增增加。。所以合合理的的選擇擇,確確定水水平衡衡對于于優(yōu)化化系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計計,降降低成成本,及節(jié)節(jié)約用用水都都有至至關(guān)重重要的的作用用。3、水水平衡衡〈1〉〉基本本假定定①系統(tǒng)統(tǒng)中水水無損損失；；②系統(tǒng)統(tǒng)處于于正常常穩(wěn)定定運行行的工工況下下；③進口口原煙煙氣中中的水水蒸氣氣在經(jīng)經(jīng)過塔塔時不不參與與作用用?！?〉〉計算算原理理和方方法原理：：進系系統(tǒng)水水=出出系統(tǒng)統(tǒng)水，，WFGD系統(tǒng)的的水平平衡圖圖見圖。進系統(tǒng)統(tǒng)水:進口口原煙煙氣所所帶氣氣態(tài)水水,工工藝水水出系統(tǒng)統(tǒng)水:出口口進煙煙氣所所帶水水(氣氣、液液),石膏膏帶走走水,石膏膏結(jié)晶晶水、、廢水水。FGDSYSTEM工藝補充水廢水石膏結(jié)晶水凈煙氣帶走水（氣、液態(tài)）塔進口原煙氣帶水（氣態(tài)）石膏帶走水石膏漿漿液系系統(tǒng)濾濾液制漿G煙氣入入口帶帶入水水+G工藝補補充水水+G返塔水水量=G煙氣出出口帶帶出水水+G廢水+G脫硫產(chǎn)產(chǎn)物最最終帶帶出結(jié)結(jié)晶水水+G石膏漿漿液中中返回回液水水要求的的工藝補補充水水量：公式式1工藝水水主要要補入入點：：除霧器器沖洗洗水：：由除除霧器器設(shè)備備決定定。濾布濾濾餅沖沖洗水水＝0.5G石膏石灰石石漿液液制備備水（（見固固平衡衡）吸收塔塔補充充水（（備用用）其他沖沖洗水水（備備用））G石膏結(jié)結(jié)晶水水、G石膏帶帶走水水：見固固平衡衡G煙氣帶帶走水水：75mg/Nm3煙氣。。3、水水平衡衡廢水量量Y的的確定定：公公式2根據(jù)水水中氯氯離子子濃度度確定定：CL水：工藝藝水中中氯離離子含含量50mg/LCL煤：煤中中氯離離子含含量0.037%CL石膏：石膏膏中氯氯離子子含量量100mg/LBg耗煤量量4、吸吸收塔塔總物物料平平衡除霧器沖洗水Qy2凈煙氣Qy1原煙氣G漿液吸收塔X排出漿液P濾液返回補充水Qyk氧化風(fēng)4、吸吸收塔塔總物物料平平衡公式3G皮帶沖沖洗水水：0.5t/t石膏膏G漿液：見吸吸收劑劑需求求量計計算G制漿水水：見吸吸收劑劑需求求量計計算X：塔塔底排排除漿漿液總總量X＝(G固體+P中含固固量+G制漿水水中含含固量量)/15％％G固：見脫硫硫塔底底固體體量計計算熱平衡衡是WFGD系統(tǒng)物物料平平衡中中的主主要平平衡之之一，，它在在相當(dāng)當(dāng)程度度上決決定著著水平平衡。。熱平平衡中中的蒸蒸發(fā)水水是系系統(tǒng)的的主要要水耗耗。由于煙煙氣中中含有有腐蝕蝕性的的酸性性氣體體和水水蒸氣氣的存存在，，煙氣氣溫度度的高高低，，對于于系統(tǒng)統(tǒng)煙道道的防防腐有有著直直接的的影響響，它它決定定了防防腐材材料及及措施施的選選擇。。而煙煙氣溫溫度的的高低低與吸吸收塔塔的熱熱平衡衡有很很大的的關(guān)系系。5、熱熱平衡衡系統(tǒng)熱熱平衡衡示意意圖原煙氣氣熱（處理理前的的煙氣氣）進塔水水熱氧化空空氣熱熱吸收劑劑熱廢水帶帶走熱熱石膏帶帶走熱熱凈煙煙氣氣熱（處理理后的的煙氣氣）FGD吸收塔塔反應(yīng)熱熱石膏處處理系系統(tǒng)石膏漿漿液帶帶走熱熱返回?zé)釤嵘?。熱熱平衡衡熱平衡衡是WFGD系統(tǒng)物物料平平衡中中的主主要平平衡之之一，，它在在相當(dāng)當(dāng)程度度上決決定著著水平平衡。。熱平平衡中中的蒸蒸發(fā)水水是系系統(tǒng)的的主要要水耗耗。由于煙煙氣中中含有有腐蝕蝕性的的酸性性氣體體和水水蒸氣氣的存存在，，煙氣氣溫度度的高高低，，對于于系統(tǒng)統(tǒng)煙道道的防防腐有有著直直接的的影響響，它它決定定了防防腐材材料及及措施施的選選擇。。而煙煙氣溫溫度的的高低低與吸吸收塔塔的熱熱平衡衡有很很大的的關(guān)系系。FGDSYSTEM工藝水水熱氧化空空氣熱熱吸收劑劑熱返回液液帶入入熱石膏漿漿液帶帶走熱熱凈煙煙氣氣熱（處理理后的的煙氣氣）原煙氣氣熱（處理理前的的煙氣氣）反應(yīng)熱熱由于FGD系統(tǒng)統(tǒng)的傳傳質(zhì)傳傳熱過過程主主要是是在吸吸收塔塔中完完成的的，所所以選選定吸吸收塔塔為熱熱平衡衡的研研究對對象：：5、熱熱平衡衡目的：：計算出出口煙煙溫－－－選選擇GGH；煙道防防腐材材料；；蒸發(fā)水水量－－－確確定耗耗水量量。〈1〉〉基本本假定定熱平衡衡的計計算基基于以以下幾幾個基基本假假定：：①脫硫塔塔反應(yīng)應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)是一一個絕絕熱反反應(yīng)；；②煙煙氣的的進出出口動動能忽忽略不不計；；③反反應(yīng)塔塔傳熱熱迅速速完全全；④氧氧化風(fēng)風(fēng)的進進口壓壓力小小于0.1Mpa，溫度度和壓壓力可可以近近似為為理想想氣體體的處處理范范圍，，焓值值同樣樣取各各組分分的焓焓值之之和。。5、熱熱平衡衡〈2〉〉計算算原理理和方方法進塔煙煙氣熱熱+進進塔水水熱+氧化化空氣氣熱+吸收收劑熱熱+返返回?zé)釤幔捶磻?yīng)熱熱=出出塔煙煙氣熱熱+石石膏漿漿液帶帶走熱熱吸收劑劑熱包包括石石灰石石磨機機研磨磨能量量和吸吸收劑劑物理理熱，由于于吸收收劑量量小，，吸收收劑熱熱量忽忽略；進塔水包包含氧化化空氣冷冷卻水、、沖洗水水、塔補補充水、、制漿用用工藝水水等新補補充的工工藝水；；可將石膏膏帶出塔塔的熱量量和處理理系統(tǒng)返返回?zé)徂D(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成石石膏帶走走熱和廢廢水帶走走熱。熱分為潛潛熱和顯顯熱，在在整個系系統(tǒng)中，，只有蒸蒸發(fā)的水水有相變變，其他他組分只只有溫度度的變化化而沒有有相變，，所以潛潛熱只有有通過蒸蒸發(fā)的水水表現(xiàn)出出來。5、熱平平衡計算公式式如下：：公式4反應(yīng)熱計計算:－430.82kJ/mol公式1為為T2的的函數(shù)，，假設(shè)一一個出口口溫度T2，查查出該溫溫度下的的飽和蒸蒸汽壓；；利用公公式1算算出蒸發(fā)水量量Mzf，通過（Mzf＋＋原煙氣氣中水蒸蒸汽量））計算出出實際飽飽和蒸汽汽分壓/煙氣全全壓＝計計算飽和和蒸汽壓壓與假設(shè)值值相同時時的溫度度即為出口煙溫溫T2。不含蒸發(fā)發(fā)水的煙煙氣熱量量工藝水熱熱量氧化空氣氣熱量5、熱平平衡公式4中中：Qy1原煙氣量量（已知知）kg/h，，Qy2凈煙氣量量＝Qy1+(Qyk-QO2)+GCO2；Qyk=mSO2×1/2÷0.21××28.86××3（kg/h）消耗的氧氧氣量QO2=mSO2×1/2×32kg/h反應(yīng)產(chǎn)生生的二氧氧化碳QCO2=mSO2×44.01kg/hG石膏見固平衡衡計算（（含水））Y:廢水水量見水水平衡計計算C－在某一溫溫度下的平均定定壓比熱熱容kJ/kgK；h1－液態(tài)水水比焓kJ/kg；h2－水蒸氣氣比焓kJ/kg；煙氣比重重1.3~1.4kg/Nm3氧化風(fēng)入入塔冷卻卻到吸收收塔漿液液溫度熱平衡計計算框圖圖計算入口物料流量、組成、溫度、熱量計算出口物料流量、組成、溫度、熱量假設(shè)出口溫度T2計算蒸發(fā)水量計算飽和蒸汽壓輸出結(jié)果不相同與該壓力溫度下的真實飽和蒸汽壓比較相同計算框圖圖計算塔入入、出口口煙氣流流量、摩摩爾組成成、溫度度、熱量量，脫硫硫量輸入已知知條件煙氣平衡衡計算氧化風(fēng)量量計算固平衡計計算水平衡計計算吸收塔物物料平衡衡計算熱平衡計計算煙氣平衡衡計算工藝水量量廢水量石灰石耗耗量石膏量蒸發(fā)水量量塔出口煙煙溫SO2去除效率率計算SO2=f(L/G,AExchange,tResidence,pAbsorber)L/G=f(NumberxFlowrateCirculationPumps)液氣比選循環(huán)泵流量tResidence=