脫硫設(shè)計計算方法課件

濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫設(shè)計方法及過程濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫設(shè)計方法及過程濕法脫硫設(shè)計1、物料平衡計算：建立物料平衡表煙氣平衡脫硫劑（脫硫產(chǎn)物）平衡水平衡濕法脫硫設(shè)計1、物料平衡計算：建立物料平衡表煙氣原始參數(shù)煙氣原始參數(shù)確定關(guān)鍵參數(shù)

鈣硫比脫硫效率液氣比石膏品質(zhì)石灰品質(zhì)確定關(guān)鍵參數(shù)

鈣硫比脫硫劑的選取脫硫劑礦源品位脫硫劑的物理化學(xué)特性：真實密度、堆積密度、粒徑分布、空隙率、分形、比表面積、活性、吸硫特性影響脫硫劑吸硫特性的因素：水份、溫度、濃度、脫硫劑物理特性脫硫劑的選取脫硫劑礦源品位脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件2、建立工藝流程圖與物料平衡表同時2、建立工藝流程圖與物料平衡表同時脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件3、關(guān)鍵控制回路煙氣量、煙氣中二氧化硫濃度及鈣硫比控制進漿量pH值調(diào)節(jié)3、關(guān)鍵控制回路煙氣量、煙氣中二氧化硫濃度及鈣硫比控制進漿量脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件4、脫硫反應(yīng)塔上升速度停留時間液氣比pH值循環(huán)漿液濃度液柱高度脫硫能力攪拌防腐蝕防堵塞4、脫硫反應(yīng)塔上升速度氧化曝氣裝置循環(huán)氧化槽的容量氧化空氣的停留時間氧化空氣的過量系數(shù)氧化空氣的壓力、溫度循環(huán)漿液的pH值CaSO3的結(jié)晶與CaSO4結(jié)晶氧化曝氣裝置的防堵塞氧化曝氣裝置的防腐蝕氧化曝氣裝置循環(huán)氧化槽的容量漿液噴射裝置漿液流量的調(diào)節(jié)噴嘴的特殊結(jié)構(gòu)漿液管道的防腐蝕漿液管道的防堵、防垢漿液噴射裝置漿液流量的調(diào)節(jié)脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件脫硫設(shè)計計算方法ppt課件5、平面布置5、平面布置煙氣脫硫過程設(shè)計計算煙氣脫硫過程煙氣平衡煙氣平衡燃煤/煙氣組份輸入數(shù)據(jù)機組容量 300[MWel]燃煤熱值(Hu) 20.600[kJ/kg]全廠效率 41,3[%]含硫量 0,79[%]

假定:1[kg]煤 →8,5[Nm3(wet)]煙氣含水量 →7,2[%]燃煤/煙氣組份輸入數(shù)據(jù)燃煤煙氣組份燃燒計算燃煤煙氣組份燃燒計算燃煤煙氣成分水蒸汽密度燃煤煙氣成分水蒸汽密度煙氣密度

assumeddataDensityfluegas →1,35[kg/Nm3]質(zhì)量流量燃煤煙氣成分煙氣密度燃煤煙氣成分化學(xué)過程輸入數(shù)據(jù)SO2–removalefficiency →95[%]Sproportionincoal →0,79[%]Coal →127[t/h]S+O2=SO2Noteatomicmass: S=32[g/mol] O=16[g/mol] Ca=40[g/mol] C=12[g/mol] H=1[g/mol]

燃煤煙氣成分化學(xué)過程燃煤煙氣成分SO2production&removal燃煤煙氣成分SO2production&removal燃煤煙氣成分SO2-contentInputdata assumeddataO2contentindrygas →7[%]

燃煤煙氣成分SO2-content燃煤煙氣成分SO2contentat6[%]O2燃煤煙氣成分SO2contentat6[%]O2燃煤煙氣成分吸收塔熱動力學(xué)/絕熱飽和假定電除塵器出口溫度 →138[°C]GGH出口溫度 →108[°C]

干煙氣中水含量計算吸收塔熱動力學(xué)/絕熱飽和假定

在h,x圖上,108[°C]和0,046[kg/kg,dry]的交點的焓

h=233[kJ/kg].沿等焓線到飽和線可得到飽和溫度吸收塔熱動力學(xué)/絕熱飽和 在h,x圖上,108[°C]和0,046[kg/Thermodynamicsforscrubber/adiabaticsaturationThermodynamicsforscrubber/吸收塔出口凈煙氣吸收塔熱動力學(xué)/絕熱飽和吸收塔出口凈煙氣吸收塔熱動力學(xué)/絕熱飽和煙氣計算結(jié)果AbsorberINLETAbsorberOUTLET煙氣計算結(jié)果AbsorberINLETAbsorberO液相平衡13%wt50%wt3%wt液相平衡13%wt50%wt3%wt石灰石消耗/石膏產(chǎn)量1SO2+1CaCO3+2H2O+1/2O2→CaSO4?2H2O+CO2

Notemolarmass: SO2= 64[g/mol] CaCO3= 100[g/mol] H2O= 18[g/mol] CO2= 44[g/mol] O2= 32[g/mol]

CaSO4·2H2O= 172[g/mol]

Example:

Afluegasdesulphurisationplantwith2[t/h]SO2-emissionsneeds:andproduces:

石灰石消耗/石膏產(chǎn)量1SO2+1CaCO水平衡廢水(a)keepCl-level→15to20[g/l](b)keepsulfatelevel→<35[g/l](b)keepash+inertlevelinabsorberslurry→<13[%]WastewaterflowbasedonCl-levelInput(assumption): Datafromexperience

HCl-removal →98[%]水平衡廢水廢水流量水平衡水平衡工藝水消耗

Sumof:WaterforfluegassaturationWastewaterMoisturegypsum+crystalwaterDropletemission(negligible)水平衡工藝水消耗水平衡石膏脫水

Forthescrubbingandcrystallizationprocessintheabsorber,thegypsumsolidcontentisbetween5and20[%].Input

assumeddata石膏脫水 Forthescrubbingandcry石膏漿液的密度石膏脫水石膏漿液的密度石膏脫水旋流器底流密度旋流器頂流密度石膏脫水旋流器底流密度石膏脫水石膏產(chǎn)量石膏脫水石膏產(chǎn)量石膏脫水水力旋流器FromAbsorberToAbsorberToBeltFilter4,7…assumptionrelatedto13%solidsintheflowfromtheabsorber,3%solidsinthecycloneoverflowand50%solidsinthecycloneunderflow

石膏脫水水力旋流器FromAbsorberToAbsorberT吸收塔來石膏漿液石膏脫水吸收塔來石膏漿液石膏脫水AbsorberHydrocycloneunderflowHydrocycloneoverflowBeltfilterFiltrateMassflowsuspension47.940[kg/h]10.200[kg/h]37.740[kg/h]5.670[kg/h][gypsumwet]4.530[kg/h]MassflowGypsumdry6.232[kg/h]5.100[kg/h]1.132[kg/h]5.100[kg/h]Massflow Water41.708[kg/h]5.100[kg/h]36.608[kg/h]570[kg/h][wateringypsum]4.530[kg/h]Volumeflowsuspension44,4[m3/h]7,3[m3/h]37,1[m3/h]石膏脫水AbsorberHydrocycloneunderflow水力旋流器頂流成分(假定)50[%]ofsolidsisgypsum25[%]ofsolidsisash25[%]ofsolidsislimestone石膏脫水水力旋流器頂流成分(假定)石膏脫水石灰石漿液供給石灰石消耗石灰石漿液密度石灰石固體密度石灰石漿液質(zhì)量流量石灰石漿液供給石灰石消耗石灰石漿液密度石灰石漿液體積流量石灰石漿液供給石灰石漿液密度石灰石漿液供給漿池尺寸漿液罐的停留時間

漿液罐體積

(假定)

(假定)漿池尺寸漿液罐的停留時間(假定)(假定)濾液箱尺寸濾布沖洗水量石膏沖洗水量 take50[%]fromgypsummassflow(assumption)濾液量濾液箱尺寸濾布沖洗水量濾液箱停留時間

(假定)濾液箱容積(assumption)濾液箱尺寸濾液箱停留時間(assumption)濾液箱尺寸吸收塔尺寸煙氣流量SO2濃度SO2-脫硫率

液氣比:L/G=12[l/Am3]atabsorberoutlet(假定)吸收塔尺寸煙氣流量吸收塔循環(huán)漿液流量及每泵的流量Absorbertemperature=48[°C]噴淋層數(shù)(pumps)=3吸收塔尺寸吸收塔循環(huán)漿液流量及每泵的流量吸收塔尺寸吸收塔直徑吸收塔煙氣流速w=3,7[m/s](assumption)吸收塔循環(huán)區(qū)體積循環(huán)漿液停留時間t=4,3min(assumption)吸收塔尺寸吸收塔直徑吸收塔尺寸吸收塔循環(huán)漿液區(qū)高度Sumpheight 11,9[m]Heighttillfluegasduct 1,5[m]Fluegasductheight 4,0[m]Heighttofirstspraybank(fromfluegasduct) 2,5[m]Sprayingbanks:2x1,5[m] 3,0[m]Heighttillmisteliminator 1,3[m]Heightoftwostagedropletseparators 2,5[m]Heightfluegasoutletduct 3,0[m] Sum 29,7[m]Totalabsorberheight:H=30[m]吸收塔尺寸吸收塔循環(huán)漿液區(qū)高度吸收塔尺寸增壓風(fēng)機和循環(huán)泵的能耗增壓風(fēng)機吸收塔壓損(assumption) 10[mbar]GGH壓損

12[mbar]煙道壓損 7[mbar]

總壓損 29[mbar]SpecificfluegastransportworkForboosterfanwith85[%]effectiveness增壓風(fēng)機和循環(huán)泵的能耗增壓風(fēng)機功率消耗Pumpefficiency=0,89Volumeflow(pump)=5.300[m3/h]Liquidlevel=11,9[m]Geod.height=1,5[m]+4,0[m]+2,5[m]+1,5[m]=9,5[m]Pressureatnozzles=10[m]~(1[bar])Pressureheightpipes=3[m]

sum=22,5[m]增壓風(fēng)機和循環(huán)泵的能耗功率消耗增壓風(fēng)機和循環(huán)泵的能耗中間層泵的能耗

三層泵的總能耗增壓風(fēng)機和循環(huán)泵的能耗增壓風(fēng)機和循環(huán)泵的能耗煙道尺寸凈煙氣煙道直徑Fluegasvelocityw=18[m/s](assumption)Saturatedcleangas原煙氣煙道直徑煙道尺寸凈煙氣煙道直徑管道計算1)石灰石漿液輸送管Particlesizelimestone =90[%]≤44μm d50

~15μmConcentration 30[%]totalsolidsamountTransportvelocity ≥6xsettlingvelocityNormally wtransport~2,5[m/s]Volumeflowsuspension=8[m3/h]石灰石漿液輸送管直徑管道計算1)石灰石漿液輸送管石灰石漿液循環(huán)管直徑Volumeflowcirculation 2·Vsuspension(Absorber)管道計算石灰石漿液循環(huán)管直徑管道計算2)

石膏漿液管徑Particlesizegypsum d50=35–50μmTransportvelocity ≥6xsettingvelocityNormally wtransport~2,5[m/s]至旋流器石膏漿液管徑管道計算2)石膏漿液管徑管道計算氧化風(fēng)計算強制氧化SO2+H2O→HSO3-+H+HSO3-+?O2→SO42-+H+ 1molSO2needs?molO2 1kgSO2needs32:2/64kgO2StoichiometricfactorforO2-absorptioninabsorbersump~2,5

→specificweightO2:氧化風(fēng)計算強制氧化→O2體積:→空氣體積:

氧化風(fēng)計算氧化風(fēng)計算氧化風(fēng)壓頭Injectionpointinabsorber: distancetoliquidlevel=6[m]氧化風(fēng)計算氧化風(fēng)壓頭氧化風(fēng)計算吸收塔攪拌器計算Needofenergyforagitating 80[W/m3]elAbsorbersumpvolume 865[m3]AgitatorcapacityPel=865[m3]x80[W/m3]=69[kW]Numberofagitators 4能耗及攪拌器吸收塔攪拌器計算Needofenergyforagi石灰石粉倉計算Capacityforlimestonesilo 7days(assumption)Maximumdensity 1.400[kg/m3]Normaldensity 1.000[kg/m3]Limestoneconsumption 2,97[t/h]Storagevolume

石灰石粉倉計算Capacityforlimestone石膏倉計算Capacityforgyps