雙堿法脫硫物料平衡計算過程

雙堿法脫硫物料平衡計算過程在煤炭、石油等能源產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程中，燃燒產(chǎn)生大量的SO2。為解決這一問題，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用雙堿法脫硫技術(shù)。雙堿法脫硫是通過氫氧化鈉和碳酸鈣的熱反應(yīng)來吸收煙氣中的SO2，從而實現(xiàn)脫硫的目的。本文將介紹雙堿法脫硫物料平衡計算過程。1.雙堿法脫硫物料平衡基本過程雙堿法脫硫的基本過程包括石灰石和氨水溶液的兩個逐級分別吸收硫化氫和氧化硫氣體的反應(yīng)。相應(yīng)地，釋放出來的二氧化碳與氨水反應(yīng)，生成碳酸氫銨和水。其中，石灰石在還原的氣氛中被分解為二氧化碳和氧化鈣，進(jìn)而與SO2反應(yīng)，生成硫酸鈣和二氧化碳。反應(yīng)方程式如下：CaCO3+SO2+1/2O2->CaSO4+CO2氨水和SO2發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)式如下：NH3+SO2+H2O->(NH4)2SO3而(NH4)2SO3和CO2的反應(yīng)則是：(NH4)2SO3+CO2+H2O->(NH4)2CO3+H2SO4這些反應(yīng)中，硫酸鈣、碳酸氫銨和二氧化碳是產(chǎn)品，氧化鈣、氨水、二氧化碳則是組分，在計算物料平衡時需要統(tǒng)計各組分的質(zhì)量比和物料轉(zhuǎn)化率。2.雙堿法脫硫物料平衡計算過程為便于計算物料平衡，可以建立以下數(shù)據(jù)表格：組份分子量摩爾質(zhì)量摩爾比質(zhì)量比CaCO3100.0810.8CaO56.081NH317.0310.24H2O18.021SO264.0610.16CO244.011其中，摩爾比和質(zhì)量比需要根據(jù)實際生產(chǎn)情況填寫。摩爾質(zhì)量是指每個分子量的摩爾數(shù)。接下來，以每100毫立方米煙氣中SO2的含量為100克為例，進(jìn)行計算。根據(jù)硫酸鈣和碳酸氫銨的生成方程，可知二氧化碳的質(zhì)量為2×44.01÷(100.08+44.01+17.03)×100=31.27克，而硫酸鈣和氫氧化銨的摩爾比為1:2，因此氧化鈣的摩爾數(shù)為0.16÷2=0.08摩爾。之后，根據(jù)氨水和SO2的反應(yīng)化學(xué)式，可得摩爾比為1:1，因此氨的摩爾數(shù)為0.16÷2=0.08摩爾，碳酸氫銨的摩爾數(shù)為0.08摩爾，氧化硫氣體的質(zhì)量為0.16克，氨水的質(zhì)量為0.08×17.03÷100=0.01克。再根據(jù)奧斯瓦爾德原理，吸收SO2量等于生成硫酸鈣和碳酸氫銨的量，因此可以得到碳酸氫銨的質(zhì)量為0.08×(2×44.01+2×18.02+2×17.03)÷100=0.135克，而硫酸鈣的質(zhì)量為0.08×(100.08+2×32.06)÷100=0.865克。最后，根據(jù)(NH4)2SO3和CO2的反應(yīng)，可以得到氨水的質(zhì)量為0.135×(2×14.01+32.06+3×16.00)÷100=0.067克，硫酸的質(zhì)量為0.16克。3.總結(jié)通過上述計算過程可知，在雙堿法脫硫過程中，需要考慮到各組分的質(zhì)量比和摩爾比，以