脫硫物料平衡水平衡計(jì)算

有關(guān)計(jì)算物料平衡計(jì)算SO2去除率計(jì)算液氣比計(jì)算其他參數(shù)確定系統(tǒng)物料平衡計(jì)算濕法煙氣脫硫(WFGD)系統(tǒng)物料平衡的包括以下六個(gè)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(bǔ)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(gè)系統(tǒng)煙道的布置有很大的關(guān)系,由于鋼煙道會(huì)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(duì)系統(tǒng)會(huì)有腐蝕，因此煙氣溫度的高低對(duì)于系統(tǒng)煙道的防腐設(shè)計(jì)會(huì)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(jì)，而在進(jìn)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(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。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(jì)，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(jì)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(duì)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(jìn)行的,它對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,商品石膏的品質(zhì),系統(tǒng)中漿液管道的設(shè)計(jì),石膏旋流器,皮帶脫水機(jī)的選擇等都具有決定性的作用。〈1〉計(jì)算原理和方法計(jì)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(jì)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(jì)

100G固體石膏處理系統(tǒng)固平衡一級(jí)旋流器真空皮帶機(jī)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算G石膏帶走水＝G石膏×10％固平平衡衡計(jì)計(jì)算算框框圖圖吸收收塔塔出出口口漿漿液液石膏膏處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)固固平平衡衡吸收收劑劑需需要要量量計(jì)計(jì)算算吸收收塔塔底底固固體體量量計(jì)計(jì)算算吸收收塔塔返返回回漿漿液液P石膏膏量量、、沖沖洗洗水水石膏膏帶帶走走水水結(jié)晶晶水水計(jì)計(jì)算算制漿水廢水總量石膏帶出總水水量石灰石漿液量量石灰石量3、水平衡水平衡是WFGD系統(tǒng)中中的重要平衡衡,水循環(huán)率率對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定,石膏的的品質(zhì),設(shè)備備的材料的選選擇都有重要要的影響。水水循環(huán)率的大大小對(duì)吸收塔塔和管路中的的漿液中的固固體組分的含含量會(huì)有一定定的影響，特特別是顆粒較較小的組分。。如加大水循環(huán)環(huán)率，即減小小廢水的排放放量，則會(huì)加加大液體中Cl離子和硫硫酸根的含量量，對(duì)設(shè)備管管道的材質(zhì)要要求高，石膏膏的純度差。。但是如果加加大廢水的排排放量，則會(huì)會(huì)增加廢水處處理系統(tǒng)的建建造成本及廢廢水處理的運(yùn)運(yùn)行成本，同同時(shí)耗水量增增加。所以合理的選選擇,確定水水平衡對(duì)于優(yōu)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì),降低成本本,及節(jié)約用用水都有至關(guān)關(guān)重要的作用用。3、水平衡〈1〉基本假假定①系統(tǒng)中水無無損失；②系統(tǒng)處于正正常穩(wěn)定運(yùn)行行的工況下；；③進(jìn)口原煙氣氣中的水蒸氣氣在經(jīng)過塔時(shí)時(shí)不參與作用用?！?〉計(jì)算原原理和方法原理：進(jìn)系統(tǒng)統(tǒng)水=出系統(tǒng)統(tǒng)水，WFGD系統(tǒng)的水平衡衡圖見圖。進(jìn)系統(tǒng)水:進(jìn)進(jìn)口原煙氣所所帶氣態(tài)水,工藝水出系統(tǒng)水:出出口進(jìn)煙氣所所帶水(氣、、液),石膏膏帶走水,石石膏結(jié)晶水、、廢水。FGDSYSTEM工藝補(bǔ)充水廢水石膏結(jié)晶水凈煙氣帶走水（氣、液態(tài)）塔進(jìn)口原煙氣帶水（氣態(tài)）石膏帶走水石膏漿液系統(tǒng)統(tǒng)濾液制漿G煙氣入口帶入入水+G工藝補(bǔ)充水+G返塔水量=G煙氣出口帶出出水+G廢水+G脫硫產(chǎn)物最終終帶出結(jié)晶水水+G石膏漿液中返返回液水要求的工藝補(bǔ)充水量量：公式1工藝水主要補(bǔ)補(bǔ)入點(diǎn)：除霧器沖洗水水：由除霧器器設(shè)備決定。。濾布濾餅沖洗洗水＝0.5G石膏石灰石漿液制制備水（見固固平衡）吸收塔補(bǔ)充水水（備用）其他沖洗水（（備用）G石膏結(jié)晶水、G石膏帶走水：見固平衡G煙氣帶走水：75mg/Nm3煙氣。3、水平衡廢水量Y的確確定：公式2根據(jù)水中氯離離子濃度確定定：CL水：工藝水中氯氯離子含量50mg/LCL煤：煤中氯離子子含量0.037%CL石膏：石膏中氯離離子含量100mg/LBg耗煤量4、吸收塔總總物料平衡除霧器沖洗水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(bǔ)充水Qyk氧化風(fēng)4、吸收塔總總物料平衡公式3G皮帶沖洗水：0.5t/t石膏G漿液：見吸收劑需需求量計(jì)算G制漿水：見吸收劑需需求量計(jì)算X：塔底排除除漿液總量X＝(G固體+P中含固量+G制漿水中含固固量)/15％G固：見脫硫塔底固固體量計(jì)算熱平衡是WFGD系統(tǒng)物料平衡衡中的主要平平衡之一，它它在相當(dāng)程度度上決定著水水平衡。熱平平衡中的蒸發(fā)發(fā)水是系統(tǒng)的的主要水耗。。由于煙氣中含含有腐蝕性的的酸性氣體和和水蒸氣的存存在，煙氣溫溫度的高低，，對(duì)于系統(tǒng)煙煙道的防腐有有著直接的影影響，它決定定了防腐材料料及措施的選選擇。而煙氣氣溫度的高低低與吸收塔的的熱平衡有很很大的關(guān)系。。5、熱平衡系統(tǒng)熱平衡示示意圖原煙氣熱（處理前的煙煙氣）進(jìn)塔水熱氧化空氣熱吸收劑熱廢水帶走熱石膏帶走熱凈煙氣熱熱（處理后的煙煙氣）FGD吸收塔反應(yīng)熱石膏處理系統(tǒng)統(tǒng)石膏漿液帶走走熱返回?zé)嵘?。熱平衡熱平衡是WFGD系統(tǒng)物料平衡衡中的主要平平衡之一，它它在相當(dāng)程度度上決定著水水平衡。熱平平衡中的蒸發(fā)發(fā)水是系統(tǒng)的的主要水耗。。由于煙氣中含含有腐蝕性的的酸性氣體和和水蒸氣的存存在，煙氣溫溫度的高低，，對(duì)于系統(tǒng)煙煙道的防腐有有著直接的影影響，它決定定了防腐材料料及措施的選選擇。而煙氣氣溫度的高低低與吸收塔的的熱平衡有很很大的關(guān)系。。FGDSYSTEM工藝水熱氧化空氣熱吸收劑熱返回液帶入熱熱石膏漿液帶走走熱凈煙氣熱熱（處理后的煙煙氣）原煙氣熱（處理前的煙煙氣）反應(yīng)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(duì)對(duì)象：：5、熱熱平衡衡目的：：計(jì)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?！?〉〉基本本假定定熱平衡衡的計(jì)計(jì)算基基于以以下幾幾個(gè)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(gè)絕絕熱反反應(yīng)；；②煙煙氣的的進(jìn)出出口動(dòng)動(dòng)能忽忽略不不計(jì)；；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(jìn)進(jìn)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(jì)算算原理理和方方法進(jìn)塔煙煙氣熱熱+進(jìn)進(jìn)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(jī)機(jī)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(jìn)塔水水包含含氧化化空氣氣冷卻卻水、、沖洗洗水、、塔補(bǔ)補(bǔ)充水水、制制漿用用工藝藝水等等新補(bǔ)補(bǔ)充的的工藝藝水；；可將石石膏帶帶出塔塔的熱熱量和和處理理系統(tǒng)統(tǒng)返回回?zé)徂D(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成石膏膏帶走走熱和和廢水水帶走走熱。。熱分為為潛熱熱和顯顯熱，，在整整個(gè)系系統(tǒng)中中，只只有蒸蒸發(fā)的的水有有相變變，其其他組組分只只有溫溫度的的變化化而沒沒有相相變，，所以以潛熱熱只有有通過過蒸發(fā)發(fā)的水水表現(xiàn)現(xiàn)出來來。5、熱熱平衡衡計(jì)算公公式如如下：：公式4反應(yīng)熱熱計(jì)算算:－430.82kJ/mol公式1為T2的的函數(shù)數(shù)，假假設(shè)一一個(gè)出出口溫溫度T2，，查出出該溫溫度下下的飽飽和蒸蒸汽壓壓；利利用公公式1算出出蒸發(fā)水水量Mzf，通過（（Mzf＋＋原煙煙氣中中水蒸蒸汽量量）計(jì)計(jì)算出出實(shí)際際飽和和蒸汽汽分壓壓/煙煙氣全全壓＝＝計(jì)算算飽和和蒸汽汽壓與假設(shè)設(shè)值相相同時(shí)時(shí)的溫溫度即即為出口煙煙溫T2。不含蒸蒸發(fā)水水的煙煙氣熱熱量工藝水水熱量量氧化空空氣熱熱量5、熱熱平衡衡公式4中：：Qy1原煙氣氣量（（已知知）kg/h，，Qy2凈煙氣氣量＝＝Qy1+(Qyk-QO2)+GCO2；Qyk=mSO2×1/2÷÷0.21×28.86×3（kg/h）消耗的的氧氣氣量QO2=mSO2×1/2××32kg/h反應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生的的二氧氧化碳碳QCO2=mSO2×44.01kg/hG石膏見固平平衡計(jì)計(jì)算（（含水水）Y:廢廢水量量見水水平衡衡計(jì)算算C－在某一一溫度度下的平均均定壓壓比熱熱容kJ/kgK；h1－液態(tài)態(tài)水比比焓kJ/kg；h2－水蒸蒸氣比比焓kJ/kg；煙氣比比重1.3~1.4kg/Nm3氧化風(fēng)風(fēng)入塔塔冷卻卻到吸吸收塔塔漿液液溫度度熱平衡衡計(jì)算算框圖圖計(jì)算入口物料流量、組成、溫度、熱量計(jì)算出口物料流量、組成、溫度、熱量假設(shè)出口溫度T2計(jì)算蒸發(fā)水量計(jì)算飽和蒸汽壓輸出結(jié)果不相同與該壓力溫度下的真實(shí)飽和蒸汽壓比較相同計(jì)算框框圖計(jì)算塔塔入、、出口口煙氣氣流量量、摩摩爾組組成、、溫度度、熱熱量，，脫硫硫量輸入已已知條條件煙氣平平衡計(jì)計(jì)算氧化風(fēng)風(fēng)量計(jì)計(jì)算固平衡衡計(jì)算算水平衡衡計(jì)算算吸收塔塔物料料平衡衡計(jì)算算熱平衡衡計(jì)算算煙氣平平衡計(jì)計(jì)算工藝水水量廢水量量石灰石石耗量量石膏量量蒸發(fā)水水量塔出口口煙溫溫SO2去除效效率計(jì)計(jì)算SO2=f(L/G,AExchange,tResidence,pAbsorber)L/G=f(NumberxFlowrateCirculationPumps)液氣比選循環(huán)泵流量tResidence=f(Numberofspraylevels,vGas)AExchange=f(dDroplets)dDroplets=f(pNozzle)pAbsorber=f(vGas,Absorber)SO2去除率率