脱硫脱硝技术课程设计.doc

南京X大学课 程 设 计 说 明 书设计题目： 2440MW石灰石/石膏 湿法脱硫技术工艺参数设计 课 程 名 称： 烟气脱硫与脱硝技术 院（系、部）： 环境工程系 专 业： 环境工程 班 级： 姓 名： 起 止 日 期： 2009-11-162009-11-28 指 导 教 师： 设计说明：一、工艺介绍本课程设计采用的工艺为石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部，氧化空气空压机（1用1备）安装独立风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和/或空气，以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙，形成石膏。塔内上部烟气区设置四层喷淋。4台吸收塔离心式循环浆泵（3运1备）每个泵对应于各自的一层喷淋层。塔内喷淋层采用FRP管，浆液循环管道采用法兰联结的碳钢衬胶管。喷嘴采用耐磨性能极佳的进口产品。吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。从锅炉来的100%原烟气中所含的SO2通过石灰石浆液的吸收在吸收塔内进行脱硫反应，生成的亚硫酸钙悬浮颗粒通过强制氧化在吸收塔浆池中生成石膏颗粒。其他同样有害的物质如飞灰，SO3，HCI和HF大部分含量也得到去除。吸收塔内置两级除雾器，烟气在含液滴量低于100mg/Nm3（干态）。除雾器的冲洗由程序控制，冲洗方式为脉冲式。石膏浆液通过石膏排出泵（1用1备）从吸收塔浆液池抽出，输送至至石膏浆液缓冲箱，经过石膏旋流站一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，直接送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。溢流含35%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到吸收塔。旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分离处理。石膏被脱水后含水量降到10%以下。在第二级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，保证成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保证生成石膏板或用作生产水泥填加料（掺合物）优质原料（石膏处理系统共用）。二、课程设计的目的通过课题设计进一步巩固本课程所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行湿法烟气脱硫设计的初步能力，使所学的知识系统化。通过本次设计，应了解设计的内容、方法及步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书的能力。二、课程设计课题的内容与要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）1、已知参数：（1） 校核煤质（详细数据见指导书）。（2） 上海锅炉有限公司SG220/9.8-M671型号锅炉（详细数据见指导书）。（3） 环境温度10，空气中的水质量含量0.8%。（4） 石灰石品质：CaCO3含量98.2%，SiO2含量1.1%，CaO含量54.5%，MgO含量0.65%，S含量0.025%。（5） 电除尘器除尘效率99.9%。（6） 除尘器漏风系数0.3%。（7） 增压风机漏风系数0.7%。2、设计条件：（1） 脱硫效率97%。（2） 氧化倍率2。（3） Ca/S摩尔比1.05。（4） 烟气流速4m/s。（5） 雾化区停留时间2.5s。（6） 液气比18L/m3。（7） 停留时间5s。3、设计内容：（1） 燃料灰渣计算。（2） FGD系统烟气量计算。（3） 石灰石与石膏耗量计算。（4） 除尘器出口飞灰计算。（5） 设计计算（氧化风量、蒸发水量、脱硫反应热、吸收塔内放热、水蒸发吸收、水平衡、石灰石用量、石膏产量、吸收塔尺寸、氧化槽尺寸核算等）。（6） 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。（7） 吸收塔工艺流程图，并在图上标注系统主要烟气流量与SO2浓度参数。（8） 绘制吸收塔塔体结构尺寸图。（9）设计结果及概要一览表。四、主要参考文献（1）孙克勤、钟秦等编火电厂烟气脱硫系统设计、建造和运行，北京：化学工业出版社，2005年。（2）苏亚欣等编燃煤氮氧化物排放控制技术，北京：化学工业出版社，2004。（3）郭东明等编脱硫工程技术与设备，北京：化学工业出版社，2007。（4）钟秦等编烟气脱硫脱硝技术及工程实例，北京：化学工业出版社，2007。 设计计算书一）、原始数据序号项目符号单位煤种（1）煤质资料1应用基碳份Cy%51.932应用基氢份Hy%2.363应用基氧份Oy%5.884应用基氮份Ny%0.425应用基硫份Sy%0.76应用基灰份AY%30.387应用基水份Wy%8.338分析基水份Wf%9可燃基挥发份Vr%2910可磨性系数KHG哈氏11低位发热量kJ/kg19646（2）锅炉型号及参数1锅炉型号SG220/9.8-M6712锅炉制造厂上海锅炉有限公司3共用FGD锅炉数量24蒸发量Dgrt/h4405过热蒸汽温度tgr5406过热蒸汽压力pgrMPa9.817过热蒸汽焓igrkJ/kg3477.18再热蒸汽流量（出口/进口）Dzrt/h395.49再热蒸汽温度（出口）tzr54010再热蒸汽温度（进口）tzr35411再热蒸汽压力（出口）pzrMPa3.3612再热蒸汽压力（进口）pzrMPa3.540013再热蒸汽焓（出口）izrkJ/kg3543.5614再热蒸汽焓（进口）izrkJ/kg3113.6215汽包压力pMpa11.0516排污率ps/0.0117排污水焓ipskJ/kg1452.618给水温度tgs22019给水压力pgsMPa（a）15.79820给水焓igskJ/kg1043.9521排烟温度（修正后）tpy13422锅炉效率（低位值）gl/0.912823机械未完全燃烧损失q4%424炉膛过剩空气系数l/1.225空预器出口过剩空气系数ky/1.3326灰渣分配比例h%85（3）环境参数1环境温度t0102标态下SO2密度kg/Nm32.8563空气中的水质量含量（%）mol0.84空气密度（kg/m3）g%1.29（4）石灰石品质资料（石灰石矿点）1CaCO3含量%98.22SiO2含量%1.13CaO含量%54.54MgO含量%0.655S含量%0.025（5）电除尘器资料1电除尘器数量2每台电除尘器电场数3厂商4型式5除尘效率ep%99.999.9（6）吸收塔设计参数1脱硫效率（%）g%97.097.02氧化倍率223Ca/S摩尔比1.051.054烟气流速（m/s）445雾化区停留时间（s）2.502.506液气比（L/m3）18187停留时间t558GGH净烟气侧进口温度9GGH净烟气侧出口温度二）、燃料灰渣计算序号项目符号单位计算公式计算结果1耗煤量Bht/h69.542计算燃料消耗量Bjt/h67.803除尘器进口灰量Gepit/h18.814除尘器出口灰量Gepot/h0.0188133三）、FGD进口烟气量的计算（1）、烟气量的计算序号项目符号单位计算公式计算结果1理论空气量VoNm3/Kg5.072N2理论体积VN20Nm3/Kg4.0083CO2理论体积VcO20Nm3/Kg0.9694SO2理论体积VsO20Nm3/Kg0.0055RO2理论体积VRO20Nm3/Kg0.9746水蒸汽理论体积VH2O0Nm3/Kg0.4477燃烧产物理论体积Vy0Nm3/Kg5.4298空预器出口燃烧产物实际体积（湿）VkyNm3/Kg7.1299蒸汽吹灰量gkg/kg0.00010空预器出口烟气比重r0yKg/Nm31.31311空预器出口烟气量QpyNm3/h48332312除尘器漏风系数1/除尘器厂给定0.00313增压风机漏风系数2/增压风机厂给定0.00714GGH漏风系数3/GGH厂给定15除尘器出口温度t1133.7216增压风机出口温度t2133.0717GGH出口温度t318增压风机进口燃烧产物实际体积Vpy1Nm3/Kg7.14419增压风机进口烟气量（标湿）Qpy1bNm3/h48437020增压风机进口燃烧产物实际体积Vpy1Nm3/Kg6.67721增压风机进口烟气量（标干）Qpy1m3/h45268622增压风机出口燃烧产物实际体积（湿）Vpy2Nm3/Kg7.18023增压风机出口烟气量（标湿）Qpy2bNm3/h48681524增压风机出口烟气量（湿）Qpy2m3/h72411425增压风机燃烧产物实际体积（干）Vpy2Nm3/Kg6.70526增压风机出口烟气量（标干）Qpy2bNm3/h45458727增压风机出口烟气量（干烟）Qpy2m3/h676177（2）、除尘器进口烟气成分序号项目符号单位计算公式计算结果1N2体积VN2Nm3/Kg5.34192O2体积VO2Nm3/Kg0.36203CO2体积VCO2Nm3/Kg0.96904SO2体积VSO2Nm3/Kg0.00425水蒸汽体积VH2ONm3/Kg0.4741（3）、FGD进口烟气成分序号项目符号单位计算公式计算结果1N2体积VN2Nm3/Kg5.36992O2体积VO2Nm3/Kg0.36203CO2体积VCO2Nm3/Kg0.96904SO2体积VSO2Nm3/Kg0.00425水蒸汽体积VH2ONm3/Kg0.4746（4）、烟气成分与湿烟气量比值序号项目符号单位计算公式计算结果1N2体积百分比%74.792O2体积百分比%5.043CO2体积百分比%13.504SO2体积百分比%0.05805水蒸汽体积百分比%6.61（5）、烟气成份与干烟气量比值序号项目符号单位计算公式计算结果1N2体积百分比%80.092O2体积百分比%5.403CO2体积百分比%14.454SO2体积百分比%0.0621（6）、原烟气中SO2浓度计算序号项目符号单位计算公式计算结果1转换成SO2体积VSO2sNm3/Kg0.0041652原烟气SO2体积流量QSO2vNm3/h282.383原烟气SO2质量流量QSO2mkg/h806.474原烟气进口SO2浓度（湿态）CSO2mg/Nm31656.625原烟气进口SO2浓度（湿态）CSO2mg/m31113.736原烟气进口SO2浓度（干态）CSO2mg/Nm31774.067原烟气进口SO2浓度（干态）CSO2mg/m31192.69（7）、烟气密度1烟囱进口烟气密度Kg/Nm31.313四）、石灰石与石膏耗量序号项目符号单位计算公式计算结果1石灰石耗量Glimt/h1.3072副产物石膏产量Ggyt/h2.242五）、除尘器出口飞灰浓度序号项目符号单位计算公式计算结果1增压风机进口飞灰浓度（湿态）g/Nm338.8412增压风机进口飞灰浓度（干态）g/Nm341.559六）、吸收塔设计计算（1）、氧化空气量序号项目符号单位计算公式计算结果1二氧化硫的含量mg/Nm31656.622烟气中二氧化硫量kg/h1604.833需要脱除的二氧化硫的量kg/h1556.694氧气的质量kg/h778.345氧化空气的量（干）kg/h3362.186氧化空气的量（湿）kg/h3389.297氧化空气的量（湿）m3/h2637.58（2）、蒸发水量序号项目符号单位计算公式计算结果1设出口烟温502出口烟气中的水蒸气的分压pa123353出口烟气中含水体积流量Nm3/h124461.704出口烟气中含水质量流量kg/h98698.125需蒸发水量kg/h47919.65（3）、脱硫反应热1二氧化硫脱除量kg/h1556.692二氧化硫脱除量mol/h24324.243反应放热kJ/h8245578（4）、吸收塔内放热序号单炉符号单位计算公式计算结果1干烟气比热kJ/kg.1.042水蒸气比热kJ/kg.1.993烟气温降放热kJ/h116432651.224吸收塔内放热kJ/h114677229.22（5）、水蒸发吸收1水的汽化热kJ/kg2380.402蒸发水吸收kJ/h114068639.88（6）、水平衡序号项目符号单位计算公式计算结果1烟气含水kg/h507782石灰石浆含水（30%）kg/h61993氧化空气含水kg/h27.114冲洗水、补充水kg/h495435烟气带水kg/h986986石膏结晶水kg/h8767石