濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程

濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/20241濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程濕法脫硫設(shè)計(jì)1、物料平衡計(jì)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5/9/20242濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程煙氣原始參數(shù)5/9/20243濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程確定關(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)5/9/20244濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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(shí)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5/9/20245濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/20246濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/20247濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/20248濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/20249濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202410濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202411濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程2、建立工藝流程圖與物料平衡表同時(shí)5/9/202412濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202413濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202414濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202415濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202416濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202417濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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(jìn)漿量pH值調(diào)節(jié)5/9/202418濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202419濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202420濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202421濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202422濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202423濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程4、脫硫反應(yīng)塔上升速度停留時(shí)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5/9/202424濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程氧化曝氣裝置循環(huán)氧化槽的容量氧化空氣的停留時(shí)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5/9/202425濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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5/9/202426濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202427濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202428濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5/9/202429濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程5、平面布置5/9/202430濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程煙氣脫硫過程設(shè)計(jì)計(jì)算5/9/202431濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程煙氣平衡5/9/202432濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程燃煤/煙氣組份輸入數(shù)據(jù)機(jī)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[%]5/9/202433濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程燃煤煙氣組份燃燒計(jì)算5/9/202434濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程燃煤煙氣成分水蒸汽密度5/9/202435濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程煙氣密度

assumeddataDensityfluegas →1,35[kg/Nm3]質(zhì)量流量燃煤煙氣成分5/9/202436濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程化學(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5/9/202437濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程SO2production&removal燃煤煙氣成分5/9/202438濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程SO2-contentInputdata

assumeddataO2contentindrygas →7[%]

燃煤煙氣成分5/9/202439濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程SO2contentat6[%]O2燃煤煙氣成分5/9/202440濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程吸收塔熱動(dòng)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(jì)算5/9/202441濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程 在h,x圖上,108[°C]和0,046[kg/kg,dry]的交點(diǎn)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(dòng)力學(xué)/絕熱飽和5/9/202442濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程Thermodynamicsforscrubber/adiabaticsaturation5/9/202443濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程吸收塔出口凈煙氣吸收塔熱動(dòng)力學(xué)/絕熱飽和5/9/202444濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程煙氣計(jì)算結(jié)果AbsorberINLETAbsorberOUTLET5/9/202445濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程液相平衡13%wt50%wt3%wt5/9/202446濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石灰石消耗/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:

5/9/202447濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程水平衡廢水(a)keepCl-level→15to20[g/l](b)keepsulfatelevel→<35[g/l](b)keepash+inertlevelinabsorberslurry→<13[%]WastewaterflowbasedonCl-levelInput(assumption): Datafromexperience

HCl-removal →98[%]5/9/202448濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程廢水流量水平衡5/9/202449濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程工藝水消耗

Sumof:WaterforfluegassaturationWastewaterMoisturegypsum+crystalwaterDropletemission(negligible)水平衡5/9/202450濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石膏脫水

Forthescrubbingandcrystallizationprocessintheabsorber,thegypsumsolidcontentisbetween5and20[%].Input

assumeddata5/9/202451濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石膏漿液的密度石膏脫水5/9/202452濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程旋流器底流密度旋流器頂流密度石膏脫水5/9/202453濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石膏產(chǎn)量石膏脫水5/9/202454濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程水力旋流器FromAbsorberToAbsorberToBeltFilter4,7…assumptionrelatedto13%solidsintheflowfromtheabsorber,3%solidsinthecycloneoverflowand50%solidsinthecycloneunderflow

石膏脫水5/9/202455濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程吸收塔來石膏漿液石膏脫水5/9/202456濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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5/9/202457濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程水力旋流器頂流成分(假定)50[%]ofsolidsisgypsum25[%]ofsolidsisash25[%]ofsolidsislimestone石膏脫水5/9/202458濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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5/9/202459濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石灰石漿液密度石灰石漿液體積流量石灰石漿液供給5/9/202460濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程漿池尺寸漿液罐的停留時(shí)間

漿液罐體積

(假定)

(假定)5/9/202461濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程濾液箱尺寸濾布沖洗水量石膏沖洗水量 take50[%]fromgypsummassflow(assumption)濾液量5/9/202462濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程濾液箱停留時(shí)間

(假定)濾液箱容積(assumption)濾液箱尺寸5/9/202463濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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)5/9/202464濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程吸收塔循環(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5/9/202465濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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(shí)間t=4,3min(assumption)吸收塔尺寸5/9/202466濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程吸收塔循環(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5/9/202467濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程增壓風(fēng)機(jī)和循環(huán)泵的能耗增壓風(fēng)機(jī)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[%]effectiveness5/9/202468濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程功率消耗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(jī)和循環(huán)泵的能耗5/9/202469濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程中間層泵的能耗

三層泵的總能耗增壓風(fēng)機(jī)和循環(huán)泵的能耗5/9/202470濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程煙道尺寸凈煙氣煙道直徑Fluegasvelocityw=18[m/s](assumption)Saturatedcleangas原煙氣煙道直徑5/9/202471濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程管道計(jì)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5/9/202472濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石灰石漿液循環(huán)管直徑Volumeflowcirculation 2·Vsuspension(Absorber)管道計(jì)算5/9/202473濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程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(jì)算5/9/202474濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程氧化風(fēng)計(jì)算強(qiáng)制氧化SO2+H2O→HSO3-+H+HSO3-+?O2→SO42-+H+ 1molSO2needs?molO2 1kgSO2needs32:2/64kgO2StoichiometricfactorforO2-absorptioninabsorbersump~2,5

→specificweightO2:5/9/202475濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程→O2體積:→空氣體積:

氧化風(fēng)計(jì)算5/9/202476濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程氧化風(fēng)壓頭Injectionpointinabsorber: distancetoliquidlevel=6[m]氧化風(fēng)計(jì)算5/9/202477濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程吸收塔攪拌器計(jì)算Needofenergyforagitating 80[W/m3]elAbsorbersumpvolume 865[m3]AgitatorcapacityPel=865[m3]x80[W/m3]=69[kW]Numberofagitators 4能耗及攪拌器5/9/202478濕式石灰石石膏法煙氣脫硫設(shè)計(jì)方法及過程石灰石粉倉(cāng)計(jì)算Capacityforlimestonesilo 7days(assumption)Maximumdensity 1.400[kg/m3]Normaldensity 1.000[kg/m3]Limestoneconsumption