2022年20212×300MW石灰石石膏湿法脱硫工艺参数设计.

1、脱硫脱硝技术课程设计1 目录1、前言 . 22、设计原则 . 23、设计步骤 . 54、设计计算书 . 54.1 理论空气量的计算 . 54.1.1碳与氧的作用 . 54.1.2氢与氧的作用 . 64.1.3硫与氧的作用 . 64.2 空气过剩系数 . 64.3 水蒸气量的计算 . 74.4 烟气体积计算 . 74.4.1 理论烟气体积 . 74.4.2、实际烟气体积wfgv. 84.4.3、烟气体积和密度的校正. 84.4.4 过剩空气较正 . 85、物料平衡核算 . 95.1 吸收塔的物料平衡 . 95.2 石膏处理系统的物料平衡 . 105.3 烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡. 11

2、5.4 水平衡 . 115.5 热量平衡的计算 . 126、设计计算书 . 167、总结 . 237.1 对本设计的评述或有关问题的分析讨论. 错误！未定义书签。8、参考文献 . 24精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计2 2300mw 石灰石 / 石膏湿法脱硫工艺参数设计1、前言我国的能源构成以煤炭为主， 其消费量占

3、一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧开释出大量so2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，so2的排放量也在不断增加，加大火电厂so2的控制力度就显得非常紧迫和必要。so2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫（fgd） ，目前烟气脱硫被以为是控制so2最行之有效的途径。 目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，主要分为干法（或半干法）和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，技术比较成熟，是目前使用最广泛的脱硫技术，根据吸收剂种类的不同又可分为石灰石/石膏法（钙法）、氨法、海

4、水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术，在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。截至 2011年底，我国脱硫装机超过6 亿千瓦，其中 85%以上为湿法烟气脱硫，多存系统稳定性差， 脱硫效率波动较大等问题。 火电厂大气污染物排放标准gb13223-2011将执行 200mg/m3的 so2排放浓度限值，且新建脱硫装置将不允许设置旁路，对脱硫装置性能与可靠性要求极高。2、设计原则2300mw 石灰石 /石膏湿法脱硫工艺参数设计（含ggh）1、已知参数：（1）设计煤质（详细数据见指导书） 。（2）哈尔滨锅炉有限公司hg-1060/17.5-hm35 型号锅炉（详细数据见导书） 。（3）环境温度 20，空气

5、中的水质量含量1%。（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99.7%。（6）除尘器漏风系数3%。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计3 （7）增压风机漏风系数1%。（8）ggh 漏风系

6、数 1%。2、设计条件：（1）除尘器出口烟气温度138。（2）脱硫效率 95%。（3）氧化倍率 2。（4）ca/s摩尔比 1.03。（5）烟气流速 3.5m/s。（6）雾化区停留时间2.5s。（7）液气比 14l/m3。（8）停留时间 5s。（9）ggh 净烟气侧出口温度80。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

7、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。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精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 24 页 -

8、- - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计4 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/

9、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）。图 1 石灰石 /石膏湿法烟气

10、脱硫工艺流程图精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计5 3、设计步骤1、确认烟气参数、煤质资料、吸收剂成份、脱硫效率；2、系统流程的确定；3、物料平衡计算（烟气量核算、工艺水核算、热量核算、物料核算）；4、各子系统流程的确定（烟气系统、so2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处置系统、工艺水系统、浆液排空系统、废水排放和处理

11、系统、电气系统、控制系统） ；烟气系统：是否全烟气脱硫？选择轴流式还是离心式风机？ggh 是否保留？烟道、吸收塔等设备采用何种防腐方式？so2吸收系统：多炉一塔还是一炉一塔？几层喷淋层？什么类型的除雾器？氧化风机布置几台？吸收剂制备系统：直接购置石灰石粉末、 购置一定块度的石灰石磨制？湿式制浆还是干式制浆？石膏处理系统：石膏抛弃还是回收利用？4、设计计算书4.1 理论空气量的计算假定 1kg 煤完全燃烧， 空气中的氧和煤中能参加燃烧的氧（固有氧） 全部被耗尽，此时所需要的空气量称理论空气量。计算时相关假定如下：1） 空气仅由 n2和 o2组成，气体积比为79/21=3.76；2） 燃料中的固态

12、氧可用于燃烧；3） 燃料中的硫被氧化成so2；4） 计算理论空气量时忽略nox的生成量4.1.1碳与氧的作用c + o2 = co2 （1）12kg 22.4m322.4m3（在标准状态下，下同）此式表明， 12kg c 完全燃烧时，需消耗22.4m3o2，并生成 22.4m3co2，所以 1kg 碳完全燃烧消耗的o2为 22.4/12=1.8667（m3）。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第

13、 5 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计6 4.1.2氢与氧的作用2h2+ o2 = 2h2o（2）4.032kg 22.4m344.8m3由式（ 2）可知， 1kg h2燃烧后要消耗 o222.4/4.032=5.5556 （m3）。4.1.3硫与氧的作用s + o2 = so2 （3）32kg 22.4m322.4m3由式（ 3）可知， 1kgs燃烧时，需消耗 o222.4/32=0.7（m3）。在 1kg 煤中含有kg100car的碳、kg100har的氢、kg100sar的硫，所以 1kg 煤燃烧时，碳、氢、硫 3 种元素的需氧量为：3ararar

14、m)100s7 .0100h556.5100c867.1(。但这些氧并非完全来源于空气， 因为 1kg 煤中还含有kgoar100的氧，这部分氧可与碳、氢、硫化合，因此，在计算空气需要量时，应将这部分氧量扣除。氧 的 分 子 量 为32 ， 故100oarkg的 氧 在 标 准 状 态 下 的 体 积 为)m(100o7.0100o324 .223arar。这样 1kg 煤燃烧所需的 o2为3ararararm)100o7.0100s7.0100h556.5100c867.1(由于空气中 o2的容积含量为 21%，所以，1kg 煤燃烧所需的理论空气量为：)m(o033.0h265.0)s375

15、.0c(0889.0m)100o7.0100s7.0100h556.5100c867.1(21.01v3arararar3arararar0oi这是理想状态下燃烧所需的空气量，在实际燃烧过程中所需的空气量voivoi。4.2 空气过剩系数实际空气量oiv与理论空气量0oiv之比为空气过剩系数精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术

16、课程设计7 0oioivv通常14.3 水蒸气量的计算在标准状态下，空气的密度3m/kg293.1oi， 空气中水蒸气的含量d=10g/kg空气，水蒸气的密度3m/kg804.0o2h。1kg煤在理论空气量下燃烧所生成的烟气体积称理论烟气体积，它包括 co2、so2、n2和水蒸气等，在理论烟气体积中水蒸气有以下3 个来源。a、 煤中氢元素的氧化由式 （2） 可知， 1kgh2完全燃烧后生成 44.8/4.032 11.11（m3）的水蒸气，所以1kg 煤中的氢燃烧后生成的水蒸气的体积为：)kg/m(h1111.0100h11.11v3araroh2煤（4）b、燃煤中的水分，其体积为：)kg/m

17、(w0124.01100wv3aroharoh22煤（5）c、随空气带入的水蒸气其体积为：)kg/m(v0161.0804.011000293.1v1011000vdv3oioio2hoioi o2h煤（6）但在实际燃烧过程中，0oi0oioivvv，因此随空气带进去的水蒸气应为：)kg/m(v0161.011000vdv3oio2hoioi o2h煤式（4）、式（ 5）、式（ 6）相加即得到烟气中水蒸气的体积：)kg/m(v0161.0w0124.0h1111.0v3oiararo2h煤4.4 烟气体积计算4.4.1 理论烟气体积在理论空气量下， 燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积

18、以0wfgv精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计8 表示，烟气成分主要是co2、so2、n2和水蒸汽。干烟气：除水蒸汽以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸汽在内的烟气。oh0dfg0wfg2vvv)kg/m(v0161.0w0124.0h1111.0v3oiararo2h煤4.4.2、实际烟气体积wfgvoi0wfg

19、wfgv) 1(vv4.4.3、烟气体积和密度的校正燃烧产生的烟气其t、p 总高于标态（ 273k、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。设观测状态下：（ts、ps下）烟气的体积为vs，密度为 s。标态下：（tn、pn下）烟气的体积为 vn，密度为 n。标态下体积为：snnssnttppvv标态下密度为：nssnsnttppp美国、日本和国际全球监测系统网的标准态是298k、1atm，在作数据比较时应注意。4.4.4 过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的， 所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。用奥氏烟气分析仪测定烟气中的co2、o2和

20、 co 的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。空气过剩系数为m1理 论 空 气 量实 际 空 气 量m-过剩空气中 o2的过剩系数精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计9 设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以o2形式存在，燃烧产物用下标p表示，p2p2p222nocon67.3m1om1c假设空气只有

21、o2、 n2分别为 21%、 79%， 则空气中总氧量为p2p2n264.0n7921理论需氧量：0.264n2po2p所以p2p2p2on264.0o1若燃烧完全p2p2p2on264. 0o1若燃烧不完全产生co 须校正，即从测得的过剩氧中减co 氧化为 co2所需的 o2pp2p2pp2co5 .0on264.0co5. 0o1各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。5、物料平衡核算5.1 吸收塔的物料平衡进入脱硫系统的主要组分为n2、co2、o2、水蒸气、少量的组分为so2、nox、hf、hcl、so3、h2so4蒸气以及微量的汞蒸气等。在fgd 系统中，大部分 so2和少量o2被吸收

22、。对于石灰石脱硫系统，每脱除1molso2大约增加1molco2。fgd 系统对粉尘的吸收率为60%80%，虽然这些粉尘对于fgd 副产品的纯度影响不大，但其中的一些微量元素足以影响fgd 工艺流程的化学特性（例如 al3+、mn2+、fe3+、fe2+、hg2+等） 。al3+与 f-形成的结合物会抑制caco3的溶解， mn2+及 fe3+是亚硫酸盐的氧化催化剂，将加速它们的氧化过程；hg2+废水排放需进行处理，否则废水无法达标排放。烟气进入脱硫塔， 塔内水分蒸发， 烟气降温并吸收水蒸气达到饱和状态。塔内水分的蒸发量与燃煤成分、入口烟气温度、入口烟气含湿量有关。降温后。的烟气与石灰石 石膏

23、浆液逆流接触后排出吸收塔， 石灰石 石膏浆液在塔底进一精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计10 步氧化后，排出吸收塔，进入石膏处理装置。吸收塔系统的进料有5 部分，石灰石浆液、烟气、石膏处理系统的滤坑水、设备冲洗水和氧化空气。出料有两股，分别是净烟气和石膏浆液。吸收塔内发生的主要化学反应如下所示：主反应：2242223

24、cooh2soaco5 .0oh2socoac副反应：224233cooh2soacoh2socoac223223cooh5 .0soacoh5.0socoac2223coohaclchcl2coac2223coohafchf2coac2223coohafchf2comg实际过程中，副反应还有很多，比如生成硫酸镁、氯化镁、亚硫酸镁等，但由于塔内发生的化学反应复杂， 动力学和热力学参数较难获得， 而且石灰石中镁的含量较低， 对衡算结果影响较小， 因此计算时忽略这些反应。 以上 6 个反应的反应程度与设备、反应停留时间、温度、原料配比等都有很大的关系。吸收塔中的化学反应由于反应物多，反应条件复杂，

25、应留待进一步研究。5.2 石膏处理系统的物料平衡石膏排出泵的石膏浆液进入石膏旋流器，底部重组分进入真空皮带机进一步分离，真空皮带机生产出石膏饼， 滤液进入滤坑。 石膏旋流器顶部的轻组分一部分进入滤坑， 一部分进入废水旋流器分离。废水旋流器顶流排出系统， 底流进入滤坑。石膏处理系统的进料有4股，为石膏浆液和皮带机冲洗水、石膏冲洗水及系统补充水。出料有2 股，分别为石膏饼、进入吸收系统的滤液水。石膏浆液在石膏旋流器的分配和各组分的粒径密度及旋流器的结构有关。石膏旋流器分配按照一下原则： 入口固含量 20% （质量百分数），底流固含量 50%，顶流固含量小于6%。废水旋流器的入料量由烟气带来的氯离子

26、量决定，使得处理后的废水能带走几乎所有进入系统的氯离子，而系统中氯离子的含量为精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计11 20000ppm。废水旋流器的分配：进料固含量小于6%，底流固含量 10%。石膏饼及真空皮带机的冲洗水由设备厂商提供。滤液补充水的量由水平衡的计算得出。5.3 烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡这

27、里所说的烟气系统包括增压风机和除尘两个设备，进料是除尘器入口原烟气、废水及增压风机漏入空气，出料是可排放净烟气。增压风机考虑有1%的漏风。石灰石制浆系统有石灰石和制浆水两股进料，石灰石浆液一股出料。 为水平衡考虑，制浆水采用石膏处理系统来的制浆水。石灰石浆液的固含量为30%。5.4 水平衡图 3 所示的是徐塘 2 300mw fgd 系统设计煤种、 100%负荷下的水平衡结果。进入系统的工艺水包括吸收塔管道冲洗水、m/e 冲洗水、石膏清洗水、真空皮带机清洗水， 这些冲洗水量均由设备厂商提供。氧化空气增湿水的量由热平衡计算得出。吸收塔补充水量通过输出水量和其它进入系统的水相减得到。排出系统的水包

28、括烟气带走的水蒸气、石膏带水、石膏结晶水、废水及m/e 出口烟气带走的液滴。 烟气带走的水蒸气由热量平衡得出，石膏带水和石膏结晶水根据石膏饼的含水量及 1mol 石膏带 2mol 水计算得出，废水量由烟气中的氯离子决定，保证系统中浆液的氯离子浓度小于20000ppm，m/e 出口带水量根据设备厂商提供的 100mg/nm3得到。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 24 页 -

29、- - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计12 图 3 工业水平衡示意图5.5 热量平衡的计算热量平衡的计算是水平衡计算的基础，所有工艺水将汇入吸收塔， 与烟气接触，传质传热后排出系统。 工艺水排出系统一部分是随着石膏带出，而大部分将被烟气的热量蒸发随烟气排出。同时烟气的温度也将降到4050，烟气的湿度达到饱和。为了得到烟气带走的蒸发水量，必须对系统的热量进行计算。图 4 热量平衡的绝热系统首先要假设一个绝热系统， 进出的物料包括烟气氧化空气和工艺水，固体物成分复杂，含量少，温度变化小没有相变，计算时将其忽略。系统温度较低，和外界温差小，认为绝热系统的假设可以成立。输入该绝热系统的热量

30、转化为出口烟气焓、工艺水升温热量、 蒸发热量。 即精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计13 evaohy outky inqqiiri2式中：yini入口烟气焓， kj r化学反应热， kj ki氧化空气焓， kj youti出口烟气焓， kj ohq2加热工艺水热量， kj evaq蒸发水热量， kj 入口烟气焓

31、可以由以下公式计算：2co2coo2ho2h2o2o2n2nyiiiii式中： iy烟气焓， kj/nm3；2ni氮气焓， kj/nm3；2n氮气体积百分数；2oi氧气焓， kj/nm3；2o氧气体积百分数；ohi2水蒸气焓， kj/nm3；oh 2水蒸气体积百分数；2coi二氧化碳焓， kj/nm3；2co二氧化碳体积百分数。这里忽略含量极小的so2、hf、hcl、飞灰对烟气焓的影响。对手册中查到的烟气焓对温度的关系进行拟和得到如表1 计算公式。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页，共 24 页 - - - - - - - -

32、-精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计14 图 5 氧气焓的拟合化学反应热只考虑主反应：hcooh2soaco5.0oh2socoac2242223表 1 不同温度下的烟气焓计算公式：65432ftetdtctbtati气体氮气氧气水蒸气二氧化碳空气a 1.29493 1.3036 1.49352 1.60067 1.31964 b -2.24995 1051.4295 1041.03812 1041.05537 1031.49132 105c 2.62179

33、1071.76927 1072.39515 107-0.69641 1062.54394 107d -1.99753 10-10-2.27605 10-10-1.48184 10-103.19985 1010-2.14784 10-10e 0.64628 10139.64836 10143.8325 1014-0.86062 10-130.74175 1013f -0.78791 10-17-1.41095 10-17-3.8808 10170.98001 1017-0.94692 10-14化学反应热为：hmrso2式中2som反应的 so2，kmol h 反应式（ 9）的反应热， kj/k

34、mol 氧化空气焓和出口空气焓可查表1 计算。加热工艺水热量：)tt (mcqohoutohptoh222式中：ptc水比热容， kj/（kg ） ；ohm2工艺水量， kg；精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计15 outt吸收塔内温度，；oht2工艺水入口温度，。水蒸气吸收的热量：toutevaevarmq式中

35、： meva蒸发水量， kg rtouttout温度下的汽化热， kj/kg 对 40o c50o c 水的汽化热拟合得：outtoutt4 .29.2501r图 6 蒸汽压的拟合 ，拟和值；，文献值假定一个出口温度tout，由（7） 、 （8） 、 （9） 、 （10） 、 （11）可得出蒸发水的热量，由（12）得到蒸发水的量。因为出口烟气的水蒸汽是饱和的，所以通过蒸发水量和原烟气的湿度可以得出出口温度tout。对 40o c50o c 水的饱和蒸汽压拟合得到：97599.202233.0logtp（14）式中 p蒸汽压， pa；t温度，精品学习资料 可选择p d f - - - - - -

36、 - - - - - - - - 第 15 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计16 6、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% 51.93 2 应用基氢份hy% 2.36 3 应用基氧份oy% 5.88 4 应用基氮份ny% 0.42 5 应用基硫份sy% 0.7 6 应用基灰份ay% 30.38 7 应用基水份wy% 8.33 8 低位发热量qydwkj/kg 1964

37、6 （2）锅炉型号及参数1 锅炉型号sg220/9.8-m671 2 锅炉制造厂哈尔滨锅炉有限公司3 蒸发量dgrt/h 1060 4 过热蒸汽温度tgr540 5 过热蒸汽压力pgrmpa 17.50 6 过热蒸汽焓igrkj/kg 3395.3 7 再热蒸汽流量（出口 /进口）dzrt/h 879 8 再热蒸汽温度（出口）tzr540 9 再热蒸汽温度（进口）tzr332 10 再热蒸汽压力（出口）pzrmpa 3.975 11 再热蒸汽压力（进口）pzrmpa 3.775 12 再热蒸汽焓（出口）izrkj/kg 3538.73 13 再热蒸汽焓（进口）izrkj/kg 3147.76

38、14 汽包压力p mpa 19.00 15 排污率ps/ 0.01 16 排污水焓ipskj/kg 1749.5 17 给水温度tgs282 18 给水压力pgsmpa 19.392 19 给水焓igskj/kg 1333.60 20 锅炉效率（高位发热量计）gl/ 0.8314 21 锅炉效率（低位发热量计）dl/ 0.9247 22 机械未完全燃烧损失q4% 1.00 23 炉膛过剩空气系数l/ 1.15 24 空预器出口过剩空气系数ky/ 1.20 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页，共 24 页 - - - - - -

39、- - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计17 25 空预器进口过剩空气系数ky/ 1.33 25 灰渣分配比例h% 85 （3）环境参数1 环境温度t020 2 标态下 so2密度2sokg/nm32.856 3 空气中的水质量含量% 1 4 空气密度gkg/m31.29 （4）石灰石品质资料（石灰石矿点）1 caco3含量3caco% 98.2 2 sio2含量% 1.1 3 cao 含量% 54.5 4 mgo 含量% 0.65 5 s 含量% 0.0

40、25 （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% 99.7 （6）吸收塔设计参数1 除尘器出口烟气温度138 2 脱硫效率% 97 3 氧化倍率2 4 空气中的水含量kg/kg 0.008 5 空气密度kg/m31.290 6 石灰石含量% 98.2 7 镁含量% 0.65 8 钙硫比1.05 9 烟气流速m/s 4 10 雾化区停留时间s 2.5 11 液气比l/m312 12 停留时间min 5 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/h = （ dgr （igr-igs） +ps（i-igs） +dzr（izc-i

41、zj） ）/（qgg）154.84 2 计算燃料消耗量bjt/h =bh* （100-q4）/100 153.29 3 除尘器进口灰量gepit/h =h* ep23.72 4 除尘器出口灰量gepot/h =h*（ 1-ep）0.071 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计18 三）fgd进口烟气量的计算（1）烟

42、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/kg 0.0889 （ cy+0.375sy） +0.265hy-0.0333oy5.0652 n2理论体积vn20nm3/kg 0.79v0+0.008ny4.008 3 co2理论体积vco20nm3/kg 1.866cy/100 0.931 4 so2理论体积vso20nm3/kg 0.7sy/100 0.004 5 ro2理论体积vro20nm3/kg 1.866（cy+0.375sy）/100 0.935 6 水蒸汽理论体积vh2o0nm3/kg 0.111hy+0.0124wy+0.0161v00.520 7 燃烧

43、产物理论体积vy0nm3/kg vn20+vro20+vh2o05.464 8 空预器出口燃烧产物实际体积（湿）vkynm3/kg vy0+0.0161（ky-1）v0+（ky-1）v06.493 9 蒸汽吹灰量g kg/kg 锅炉厂定0.00 10 空预器出口烟气比重r0ykg/nm3（1-0.01ay+1.285 kyv0+g）/vky1.316 11 空预器出口烟气量qpynm3/h vky*bj*1031036279 12 除尘器漏风系数1/ 除尘器厂给定0.03 13 增压风机漏风系数2/ 增压风机厂给定0.01 14 ggh 漏风系数3/ ggh 厂给定0.01 15 除尘器出口温

44、度t1（ky*tpy+1*t0）/（ ky+1）135 16 增压风机出口温度t2（ky*tpy+ *t0）/（ky+ ）134 17 ggh 出口温度t3（ky*tpy+ *t0）/（ky+ ）133 18 除尘器出口烟气实际体积 (湿烟气) vpy1nm3/kg vky+0.01611*v0+ 1*v06.647 19 除尘器出口烟气量(湿态、标态 ) qpy1bnm3/h vpy1*bj*1031060922 20 除尘器出口烟气实际体积 (干烟气) vpy1gnm3/kg vn2vo2vco2vso26.108 21 增压风机进口烟气量（标干）qpy1m3/h vpy1*bj*103*

45、 （273+t1）/273 97484722 增压风机出口烟气实际体积 (湿烟气) vpy2nm3/kg vky+0.0161 *v0+ *v06.750 23 增压风机出口烟气量 (湿态、标态 ) qpy2bnm3/h vpy2*bj*103107735124 增压风机出口烟气量 (湿态、实际 ) qpy2m3/h vpy2*bj*103* （273+t3）/273 6.750 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - -

46、 - - - - - 第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计19 25 增压风机烟气实际体积 (干烟气 ) vpy2nm3/kg vn2 vo2 vco2vso26.10826 增压风机出口烟气量 (干态、标态 ) qpy2bnm3/h vpy2b*bj*10397484727 增压风机出口烟气量 (干态、实际 ) qpy2m3/h vpy2*bj*103* （273+t3）/273 1454034（2）除尘器出口烟气成分序号项目符号单位计算公式计 算 结果1 n2体积vn2nm3/kg vn20+0.79（ ky+ -1）vo4.9288 2 o2

47、体积vo2nm3/kg 0.21（ ky+ -1） vo0.2447 3 co2体积vco2nm3/kg vco200.9311 4 so2体积vso2nm3/kg 0.85*vso200.0035 5 水蒸汽体积vh2onm3/kg 793.0/)1(0161. 0002gvvkyoh0.5387 （3）fgd 进口烟气成分序号项目符号单位计算公式计 算 结果1 n2体积vn2nm3/kg vn20+0.79（ ky+ -1）vo4.9288 2 o2体积vo2nm3/kg 0.21（ ky+ -1） vo 0.2553 3 co2体积vco2nm3/kg vco200.9311 4 so2

48、体积vso2nm3/kg 0.85*vso200.0035 5 水蒸汽体积vh2onm3/kg 793.0/) 1(0161. 0002gvvkyoh0.5395 （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1 n2体积百分比% 100*vn2/vpy473.61 2 o2体积百分比% 100*vo2/vpy43.78 3 co2体积百分比% 100*vco2/vpy413.79 4 so2体积百分比% 100*vso2/vpy40.05 5 水蒸汽体积百分比% 100*vh2o/vpy47.99 （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1 n2体积百分

49、比% 100*vn2/vpy481.35 2 o2体积百分比% 100*vo2/vpy44.18 3 co2体积百分比% 100*vco2/vpy415.24 4 so2体积百分比% 100*vso2/vpy40.06 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计20 （6）原烟气中so2浓度计算序号项目符号单位计算公式计

50、算结果1 转换成 so2体积vso2snm3/kg vso20.003511 2 原烟气 so2体积流量qso2vnm3/h vso2s*bj*103560.27 3 原烟气 so2质量流量qso2mkg/h so2*qso2v1600.13 4 原烟气进口so2浓度（干态）cso2mg/nm31000*1000*qso2m/（qpy5*273/（273+t4）2448.26 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/h %/*10*)64/100(3942cacomolqcpygso3.716 2 副产物石膏产量ggyt/h qpy2*10-9* （c

51、so2*172/64） + glim *3caco/100*0.04+ glim *（1-3caco/100）5.964 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）wetfang,g/nm3gepi / qpy1 *10622.361 2 增压风机进口飞灰浓度 （干态）dryfang,g/nm3gepi / qpy1 *10624.335 二、烟温和水平衡计算2.1 原烟气（增压风机前）烟气温度135.1 标态烟气体积流量nm3/h，湿1,167,301 标态烟气体积流量nm3/h，干1,000,483 实际烟气量体积流量m3/h，湿1,762

52、,584 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计21 2.2 原烟气（增压风机后）烟气温度134.2 标态烟气体积流量nm3/h，湿1,178,974 标态烟气体积流量nm3/h，干1,010,488 实际烟气量体积流量m3/h，湿1,728,092 2.3 吸收塔出口烟气温度47.8 标态烟气体积流量nm3/h，湿

53、1,210,155 标态烟气体积流量nm3/h，干1,000,648 实际烟气量体积流量m3/h，湿1,413,671 ggh 净烟气出口烟气温度80.0 标态烟气体积流量nm3/h，湿1,109,149 标态烟气体积流量nm3/h，干984,870 实际烟气量体积流量m3/h，湿1,434,175 2.4 氧化空气流量二氧化硫的含量mg/nm32,448 烟气中二氧化硫量kg/h 3,746 需要脱除的二氧化硫的量kg/h 3,559 氧气的质量kg/h 1,779 氧化空气的量kg/h（干）7,687 氧化空气的量kg/h（湿）7,687 氧化空气的量nm3/h（湿）5,959 2.5 蒸

54、发水量设出口烟温47.8 出口烟气中水蒸气的分压pa 10,840 出口烟气中含水体积流量nm3/h 140,402 出口烟气中含水质量流量kg/h 111,339 需蒸发水量kg/h 29,350 需蒸发水体积nm3/h 37,011 2.6 脱硫反应热二氧化硫脱除量kg/h 2,468 二氧化硫脱除量kmol/h 56 反应放热kj/h 18,852 2.7 吸收塔内放热干烟气比热kj/kg.1.04 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - -

55、- - - - - - - - - - - - 第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - -脱硫脱硝技术课程设计22 水蒸气比热kj/kg.1.99 烟气温降放热kj/h 76,145,126 吸收塔内放热kj/h 76,163,977 吸收塔内有效放热kj/h 68,547,580 2.8 水蒸气蒸发吸热水的汽化热kj/kg 2,380 蒸发水吸收kj/h 69,864,687 2.9 余热比率余热比率% -3.6% 2.10 水平衡进口水量烟气含水kg/h 74,517 石灰石浆含水 (30%) kg/h 13,733 氧化空气含水kg/h 61 冲洗水、补充水kg/h 33,499 小计(kg/h) kg