脱硫脱硝设计

1、南京工程学院环境工程系成绩南京工程学院课程设计说明书（论 文）题 目 2x300MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺课程名称 脱硫脱硝技术课程设计院（系、部、中心）专 业环境工程班级学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间：2011年11月28日至2011年12月2日i南京工程学院环境工程系目录一前言 3二工艺介绍 3三、工艺设计步骤 43.1 、烟气参数、煤质资料、吸收剂成份、脱硫效率； 43.1.1 已知参数： 43.1.2 设计条件： 53.1.3 设计内容： 53.1.4 煤质参数 63.2 、系统流程的确定； 7四设计计算 94.1 . 原始数据 94.2 燃料灰渣计算 134.3 FGD进

2、口烟气量的计算 144.4 石灰石与石膏耗量 184.5 除尘器出口飞灰浓度 19五.烟温和水平衡计算（有 GGH十算结果示例） 205.1 、原烟气（增压风机前） 205.2 、原烟气（增压风机后） 205.3 、GGHM烟气出口 205.4 、吸收塔出口 215.5 、GG的烟气出口 215.6 、氧化空气流量 215.7 、蒸发水量 225.8 、脱硫反应热 225.9 、吸收塔内放热 235.10 、水蒸气蒸发吸热 235.11 、余热比率 235.12 、水平衡 235.13 、石灰石用量（2535%） 245.14 、副产物的生成量（1525%） 245.15 、主要设备 255.

3、15.1 、吸收塔 255.15.2 、氧化槽 255.16 、设计参数汇总 （有 GGH） 26六主要参考文献 26七总结和心得 272 x 300MWH灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计（有GGH）、广 4 ：S-一前言我国的能源构成以煤炭为主， 其消费量占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

4、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，

5、对脱硫装置性能与可靠性要求极高。二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

6、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

7、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） 。三、工艺设计步骤3.1 、烟气参数、煤质资料、吸收剂成份、脱硫效率3.1.1 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（详细数据见指导书） 。 3） 环境温度20，空气中的水质量含量1%。 4） 石灰石品质：CaCO3含量98.2%,SiO2含量1.1%,CaO含量54.5%,MgO 含

8、量 0.65%， S 含量 0.025%。 5） 5）电除尘器除尘效率99.7%。 6） 6） 除尘器漏风系数3%。 7） 7） 增压风机漏风系数1%。 8） 8） GGH 漏风系数 1%。3.1.2 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。3.1.3 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

9、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） 。5南京工程学院环境工程系(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。3.1.4煤质参数工业与元素分析单位煤种1Cy%49.9Hy%3Oy%5.57Ny%0.86Sy%0.59AY%31.58Wy%8.5Vr%17.86QyDWkJ/kg18870283.2、系统流程的确定;I卓文就，虚事；.VlIFG口.” 却

10、石甲用 卜，鹏1；1uviEbtr WJik " er efhli ti：wI LUEfT he HEft F-plP 1 车离干JL用丸Sr-i 1 V2TM lorn wib啪*FIILZS "IE"1 三书本，W41MEPEE1WHUUiiir hiJCH Q.|M*瞋航C2E), 9SUlirf!Hit工子口l-e ii >rF'f，11*1石,，立修甘*，k rp 'ri *1 口成* :图1石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺流程图6-LO0U自作日豌斗古小Eh®O ; CU1出口CU$M；_幽口叫口聊,C?i ，阪口N10&#

11、163;70-1501L50N9d佰丁时daME912i1如他丽25,30N大锢酸匕中剂4.56M2&100林二幢域x*oN%3051mi锹缝t,巾就看 4.56N2713E-900X600人时郴3190N%16J251雅加懈£儿56底15a900X600乩中崛29,30N9泗1200X1000尺追2。N£5的“口潜 no乩中潟珏,小N7dif1200懈壮枷,11，麻已4?N2 M%ZT900我砒眄画1 31.30N7c I牍I 1200解AWJ携2,£*375'900妈独M幅t 3L80N7lo腭12004WW/师2用 N23c1125,aoo料

12、麻包怫£9.30N7qIf1200蝌呼口/怖242N23n5句aoo23.30N&o耀r 2oo碎秘障/麻1,051N22b*F舸N加，帧A 26.即NS0*aoo碑楙*小椭105曜05*aoo雨蝴恒& 25,80怆1601：5。懈椒勺刺帆1,7-3Nl£lb用丁aoo颗III拗.惭%24.30N5e巴了50撕撕UW桶1,73hieia3Waoo施蝴弓喇24.30H5b即e*r 5o蜩短,市椭1.73frn附皿60。AtW P4.10伽困50跚梆帏1 L73机91亍150$tii聊 4由 14 3(1N精1的600哪恫230Ml 815P150的礴脸1430

13、刈二23P600m赫祜?.30NtZ的100即,24/N4b琏，600m砥匕3。NJGb明125就凝泄靴蚌120N4i丘r too邮收睛2.30N16c彷.1?5 _甜IX啾S120N3cE558。抑1.怖1.7 0M15丁100蝴H,嶙声14.30M3b巧/eo糊r悌i 1.70M14355-10014.3 JN3a四十BO叫林桶1.70Nt 31电300蟀缆瑜1165N曲250忡忡175ML?K*空0格加肌爆懒瓦啊蠕工50NE95，250楠邢楠0.75MilT30蚓网WL50N1中15口醐林髓0474# F剂。Nj* *I 1A JthiDH)* *图2吸收塔结构尺寸图四.设计计算4.1.

14、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%49.92应用基氢份Hy%33应用基氧份Oy%5.574应用基氮份Ny%0.865应用基硫份Sy%0.596应用基灰份AY%31.587应用基水份Wy%8.58低位发热量QyDWkJ/kg18870（2）锅炉型号及参数1锅炉型号SG220/9.8-M6712锅炉制造厂哈尔滨锅炉肩限公 司3烝及里Dgrt/h10604过热蒸汽温度tgrC5405过热蒸汽压力pgrMpa17.506过热蒸汽燃igrkJ/kg3395.37再热蒸汽流量（出口 /进口）Dzrt/h8798再热蒸汽温度（出口）t"zrC5409再热蒸汽温度（进口）t

15、'zrC33210再热蒸汽压力（出口）p"zrMpa3.97511再热蒸汽压力（进口）pzrMpa3.77512再热蒸汽烙（出口）i zrkJ/kg3538.7313再热蒸汽烙（进口）i'zrkJ/kg3147.7614汽包压力PMpa19.0015排污率aps/0.0116排污水始i pskJ/kg1749.517给水温度tgsC28218给水压力pgsMpa19.39219给水崎i gskJ/kg1333.6020锅炉效率（高位发热量计）卬l/0.831421锅炉效率（低位发热量计）rjdl/0.924722机械未完全燃烧损失q4%1.0023炉膛过剩空气系数/1

16、.1524空预器出口过剩空气系数冰y/1.2025空预器进口过剩空气系数冰y/1.3325灰渣分配比例h%85（3）环境参数1环境温度toC202标态卜SO2密度SO2kg/Nm32.8563空气中的水质量含量%14空气密度gkg/m31.29(4)石灰心品质资料(石灰后矿点)1CaCO3含量CaCO3%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31商4型式5除尘效率4p%99.7(6)吸收塔设计参数1除尘器出口烟气温度c1382脱硫效率%953氧化倍率24空气中的水含量kg/kg0.008

17、5空气密度kg/m31.2906石灰后含量%98.27镁含量%0.658钙硫比1.039烟气流速m/s3.510雾化区停留时间s2.511液气比L/m31412停留时间min54.2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) + ops (i'-i gs) +Dzr( izc-izj)/ (Qg 加161.202计算燃料消耗量Bjt/h=Bh* (100-q4)/100159.593除尘器进邛灰量G即it/h=机* (ep24.634除尘器出口灰量Gepot/h=(f)h* (1-卸)0.0744.3 FGD进口烟气量的计算(1)烟气量

18、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/Kg0.0889 ( Cy+0.375Sy) +0.265H y-0.03330 y5.0652N2理论体积VN20Nm3/Kg0.79V 0+0.008Ny4.0083CO2理论体积VCO20Nm3/Kg1.866Cy/1000.9314SO2理论体积VSO20Nm3/Kg0.7Sy/1000.0045RO2理论体积VRO20Nm3/Kg1.866 (Cy+0.375Sy) /1000.9356水蒸汽理论体积V H2O0Nm3/Kg0.111H y+0.0124W y+0.0161V00.5207燃烧产物理论体积、/ 0 V yN

19、m3/KgVN20+V RO20+V H2O05.4648空预器出口燃烧产物实际体积(湿)V kyNm3/KgVy0+0.0161 (冰y-1) V0+ (aky-1) V06.4939蒸汽吹灰量gkg/kg锅炉厂定0.0010空预器出口烟气比重r0yKg/Nm 3(1-0.01Ay+1.285 kyV°+g) /Vky1.31611空预器出口烟气量QpyNm3/hVky*Bj*103103622812除尘器漏风系数 a1/除尘器厂给定0.0313增压风机漏风系数 02/增压风机厂给定0.0114GGH漏风系数 03/GGH厂给定0.0115除尘器出口温度t1C(oky*tpy+ a

20、1*to) / ( oky+ cd)13516增压风机出口温度t2C(oky*t py+I2A a *t) / ( oky+I2A a)13417GGH出口温度t3c(xky*t py+ZjA a *t) / ( (Xky+ZjA a)13318除尘器出口烟气实际体积（湿烟气）V py1Nm3/KgVky+0.0161A a*V0+A a 1*U6.64719除尘器出口烟气量（湿态、标态）Qpy1bNm3/hVpy1*Bj*103106087020除尘器出口烟气实际体积（干烟气）V py1gNm3/KgV N2+ V 02+V CO2 V SO26.10821增压风机进口烟气里（标T）Qpy1

21、m3/hVpy1*Bj*103* (273+t1)/27397479822增压风机出口烟气实际体积（湿烟气）Vpy2Nm3/KgVky+0.0161 B «*V 0+EA a *V6.69923增压风机出口烟气量（湿态、标态）Qpy2bNm3/hVpy2*Bj*103106908424增压风机出口烟气量（湿态、实际）Qpy2m3/hVpy2*Bj*103* (273+t3)/2736.10825增压风机烟气实际体积（干烟气）Vpy2Nm3/KgVN2 + VO2 + V CO2 + V SO2159459426增压风机出口烟 气量（十态、标态）Qpy2bNm3/hVpy2b*Bj*1

22、0 397479827增压风机出口烟气量（十态、实际）Qpy2m3/hVpy2*Bj*103* (273+t3)/2731453962（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1N2体积V N2Nm3/KgVN20+0.79 ( a ky+ E a-1) Vo4.92882。2体积V O2Nm3/Kg0.21 ( a ky+ 以 纺1) Vo0.24473CO2体积VCO2Nm3/KgVCO200.93114SO2体积V SO2Nm3/Kg0.85*V SO200.00355水蒸汽体积V H2ONm3/KgV；o 0.0161( ky1)V0 g/0.7930.5387（3） F

23、GD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V N2Nm3/KgVN20+0.79 ( a ky+ E a-1) Vo4.96882O2体积V O2Nm3/Kg0.21 ( a ky+E %1) Vo0.25533CO2体积VCO2Nm3/KgVCO200.93114SO2体积V SO2Nm3/Kg0.85*V SO200.00355水蒸汽体积V H2ONm3/KgV：o 0.0161( ky1)V0 g/0.7930.5395(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1N2体积百分比%100*V N2/Vpy474.172O2体积百分比%100*V O2/Vp

24、y43.813CO2体积百分比%100*V CO2/V py413.904SO2体积百分比%100*V SO2/Vpy40.055水蒸汽体积百分比%100*V H2O/V py48.05(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%100*V N2/Vpy481.352O2体积百分比%100*V O2/Vpy44.183CO2体积百分比%100*V CO2/V py415.244SO2体积百分比%100*V SO2/Vpy40.06(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V SO2sNm3/KgV SO20.0035112原

25、烟气SO2体积流里Qso2 vNm3/hVSO2s*Bj*103560.243原烟气SO2质量流量Qso2mkg/hp6O2*Q SO2v1600.054原烟气进口SO2浓度(干态)CSO2mg/Nm31000*1000*Q SO2m/ (Qpy5*273/ (273+t4)2232.342448.264.4 石灰石与石膏耗量序项符单计算公式计算结果号目号位石灰1石Glimt/hCSO2g (100/64) Qpy4*109*mol/CaCQ%3.716耗量副产物Qpy2 *10-9* ( Cso2*172/64 ) + Glim * cag /100*0.04+ G lim5.9642石膏G

26、gyt/h* (1- CaCO3 /100)产量4.5 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）GFan,wetg/Nm3Gepi / Qpy1 *10 623.2172增压风机进口飞灰浓度（十态）G Fan, dryg/Nm3Gepi / Qpy1 *10 625.267五.烟温和水平衡计算（有 GGH+算结果示例）5.1、 原烟气（增压风机前）烟气温度C135.1标态烟气体积流量Nm3/h,湿1,060,870标态烟气体积流量Nm3/h,干974,889实际烟气量体积流量m3/h,湿1,590,6595.2、 原烟气（增压风机后）烟气温度C134.2

27、标态烟气体积流量Nm3/h,湿1,071,478标态烟气体积流量Nm3/h,干984,638实际烟气量体积流量m3/h,湿1,552,2085.3、 GGHM烟气出口烟气温度C102.0标态烟气体积流量Nm3/h,湿1,060,764标态烟气体积流量Nm3/h,干974,792实际烟气量体积流量m3/h,湿1,426,104干烟气质里流里kg/h1,059,615水蒸汽质量流量kg/h74,5135.4、 吸收塔出口烟气温度C47.8标态烟气体积流量Nm3/h,湿1,098,380标态烟气体积流量Nm3/h,干974,975实际烟气量体积流量m3/h,湿1,283,0995.5、 GGHMH气

28、出口烟气温度C80.0标态烟气体积流量Nm3/h,湿1,109,094标态烟气体积流量Nm3/h,干984,822实际烟气量体积流量m3/h,湿1,434,1045.6、 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/h2,597需要脱除的二氧化硫的量kg/h2,467氧气的质量kg/h1,234氧化空气的量kg/h （干）5,329氧化空气的量kg/h （湿）5,330氧化空气的量Nm3/h （湿）4,1315.7、 蒸发水量设出口烟温C47.8出口烟气中水蒸气的分压Pa10,840出口烟气中含水体积流量Nm3/h127,448出口烟气中含水质量流量kg/h101,0

29、67需蒸发水量kg/h26,553需蒸发水体积Nm3/h33,4855.8、 脱硫反应热二氧化硫脱除量kg/h2,467二氧化硫脱除量kmol/h39反应放热kJ/h13,0705.9、 吸收塔内放热干烟气比热kJ/kg. C1.04水蒸气比热kJ/kg. C1.99烟气温降放热kJ/h67,482,161吸收塔内放热kJ/h67,495,230吸收塔内启效放热kJ/h60,745,7075.10、 水蒸气蒸发吸热水的汽化热kJ/kg2,380蒸发水吸收kJ/h63,207,3405.11、 余热比率余热比率%-3.6%5.12、 水平衡进口水量烟气含水kg/h74,513石灰石浆含水（30%）kg/h9,521氧化空气含水kg/h43冲洗水、补充水kg/h29,430小计(kg/h)kg/h113,506出口水量烟气带水kg/h101,067石骨结晶水kg/h1,388石骨浆排出水kg/h11,052小计(kg/h)kg/h113,5065.13、 石灰石用量(2535%)吸收剂后效成分%98.8石灰石用量kg/h4080.3石灰石浆用量kg/h13601.15.14、 副产物的生成量(1525%)二水石曾kg/h6,631粉尘、杂质等kg/h737合计kg/h7,368排浆量kg/h36,840其中结晶水kg/h1,3885.15、 主要设备5.15.1、吸