钠湿法脱硫工艺设计计算

1、,项目名称,2*220MW,烟气脱硫工程设计计算书,审核,日期,专 业,工艺,校核,日期,版 次,设计阶段,投标,计算,日期,序 号,项 目,代 号,单 位,计 算 公 式 或 依 据,计算结果,取 值,备 注,一,设计参数,1,烟气量（标态、湿）,Q,Nm3/h,设计任务书给定,173381,8.27%O2,2,烟气量（标态、干）,Q,Nm3/h,设计任务书给定,173381 ,9.42%O2,3,烟气温度,T,设计任务书给定,40,4,燃煤含硫量,Sar,w%,设计任务书给定,1,收到基,5,烟气中SO2体积含量,VS,v%,设计任务书给定,0.0175,干态,6,二氧化硫浓度,C,mg/

2、Nm3,给定、计算或C=Sar*2500估算,50,干态,7,烟气中的水的含量,w1,w%,给定或由燃料燃烧计算,0,3294.9,111.78,0.0339251578,烟气中的水的含量,wv1,v%,结定或计算,0,9,脱硫效率,%,给定，=90%,90,设计值,10,氧化倍率,k,给定，一般取k=1.52,0,11,空气中水含量,w2,w%,给定或查表，一般取1%,1,12,空气密度,kg/m3,给定,1.285,13,Na2CO3含量,Na,w%,设计任务书给定,98,14,MgCO3含量,Mg,w%,设计任务书给定,0,15,钠硫比,Na/S,mol/mol,给定，一般取22.4,2

3、.06,16,塔内烟气流速,Vg,m/s,给定，一般取2.54,3,17,吸收区接触反应时间,T1,s,给定，一般取23,2.5,18,液气比,L/G,l/Nm3,给定，一般取825,16,标态,19,浆池内浆液停留时间,T2,min,给定，一般取38,3.5,MET取3.55.3,二,烟温和水平衡计算,1,原烟气（风机前）,烟气温度,T,40,烟气体积流量（湿）,Q1,Nm3/h,173381,标态,烟气体积流量（干）,Q1,Nm3/h,Q1=Q1*(1-wv%),173381 ,标态，计算或给定,实际烟气流量（湿）,Q1,m3/h,Q1=Q1*(273+T)/273,198785 ,原烟气

4、（风机后）,烟气温度,T,T=T+3.5,43.5,风机压缩使温升25,烟气体积流量（湿）,Q2,Nm3/h,Q2=Q1,173381,标态,烟气体积流量（干）,Q2,Nm3/h,Q2=Q1,173381,标态,实际烟气量（湿）,Q2,m3/h,Q2=Q2*(P0/P2)*(273+T)/273,195599 ,绝热,压力增加约2802Pa,吸收塔入口的烟气状况,无GGH时,烟气体积流量（干）,Q3,Nm3/h,Q3=Q2,173381 ,标态,干烟气质量流量,G,kg/h,G=Q3*干烟气,干烟气取1.35kg/Nm3,234064 ,水蒸汽质量流量,W,kg/h,W=Q2*湿烟气*w1,湿

5、烟气取1.32kg/Nm3,0 ,有GGH时,吸收塔入口烟温,T1,经GGH后烟气入塔温度为105110,40,入口水蒸汽分压,p1,Pa,查表,71451,干烟气质量流量,G,kg/h,G=Q3*干烟气,干烟气取1.35kg/Nm3,234064.35,烟气中的含水量,wv,Nm3/h,wv2=p1*Q3/(101325+1800-p1),391117.1886,水蒸汽质量流量,W,kg/h,W=0.793*wv,310155.9 ,冷凝水的量,CW,CW=W-W,-310155.9305,无冷凝水,2,氧化空气量,二氧化硫的含量,C,mg/Nm3,50.00 ,干态,烟气中二氧化硫量,SW

6、,kg/h,SW=C*Q*10-6,8.67 ,需脱除的二氧化硫量,DSW,kg/h,DSW=SW*/100,7.80 ,需氧气的量,OW,kg/h,OW=k*0.25*DSW,0.00 ,需氧化空气量（干）,AW1,kg/h,AW1=OW/0.2315,0.00 ,空气中氧含量为23.15%,需氧化空气量（湿）,AW2,kg/h,AW2=AW1/(1-w2/100),0.00 ,氧化空气的量（湿）,AW,m3/h,AW=AW2/,0.00 ,3,蒸发水量,设出口烟温,T,出口烟气达到湿饱和并冷却至4753,53,出口水蒸气分压,p2,Pa,给定，查表,14293,出口烟气中含水量,wv2,N

7、m3/h,wv2=p2*(AW+Q3)/(101325+1100-p2),28118.44 ,塔内压力损失为1.1KPa,出口烟气中含水量,w3,kg/h,w3=wv2*水蒸气，水蒸汽取0.793,22297.93 ,需蒸发水量,w4,kg/h,w4=w3-W,22297.93 ,4,脱硫反应热,二氧化硫脱除量,DSW,kg/h,7.802145,二氧化硫脱除量,DSM,mol/h,DSM=DSW*1000/64,121.9085156,反应放热,Qr,kJ/h,按SO2计算生成石膏的反应热为339KJ/mol,41326.9868,5,吸收塔内放热,干烟气比热,c1,KJ/Kg,给定，查表,

8、1.035,水蒸气比热,c2,KJ/Kg,给定，查表,1.993,烟气温降放热,Qc,KJ/h,Qc=(G*c1+W*c2)*(T1-T),-3149335.829,吸收塔内放热,Qt,KJ/h,Qt=Qr+Qc,-3108008.842,6,水蒸发吸收,水的汽化热,r ,KJ/Kg,给定，查表,2380.4,蒸发水吸收,Qa,KJ/h,Qa=r*w4,53077981.7 ,7,余热,Qs,KJ/h,Qs=Qt-Qa,-56185990.5 ,8,水平衡,进,烟气含水,w5,Kg/h,w5=W,0.00 ,0,石灰石浆含水,w6,Kg/h,w6=w13*(1-0.3),63.38 ,石灰石浆

9、含固量为30%,氧化空气含水,w7,Kg/h,w7=AW2-AW1,0.00 ,出,除雾器后烟气携带明水,wm,Kg/h,wm=75*10-6*Q4,15.08 ,除雾器出口携带水滴小于75mg/Nm3,烟气带水,w8,Kg/h,w8=w3,22297.93 ,石膏结晶水,w9,Kg/h,w9=w18,4.39 ,石膏浆排出水,w10,Kg/h,w10=w17*(1-12%18%),132.02 ,冲洗水、补充水,w11,Kg/h,w11=wt-w5-w6-w7,22386.04 ,总水量,wt,Kg/h,wt=wm+w8+w9+w10,22449.42 ,系统耗水量,wc,Kg/h,wc=w

10、9+W16/0.9*0.1+ww+(w8-w5)-w7+wm,28319.99 ,9,其它,需升温的水量,w12,Kg/h,w12=w6+w7+w11,22449.42 ,水温升高,T,T=Qs*2/3/(c3*w12),c3查表给定,-397.27 ,热损失约为余热的1/3,三,碳酸钠用量,1,吸收剂有效成分,ECa,w%,ECa=Ca,98,2,Na2CO3用量,WCa,Kg/h,WCa=DSW*106/64*(Ca/s)/*100/ECa,27.16 ,3,碳酸钠溶液用量,w13,Kg/h,w13=WCa/(1-0.7),90.54 ,碳酸钠含量为30%,四,副产品生成量,1,亚硫酸钠,

11、w14,Kg/h,w14=DSW*172/64,20.97 ,2,其他,w15,Kg/h,w15=w14/90%*10%，按10%计,2.33 ,粉尘、杂质、未反应的石灰石等,3,合计,w16,Kg/h,w16=w14+w15,23.30 ,4,排浆量,w17,Kg/h,w17=w16/(12%18%),155.32 ,排浆含固量12%18%,5,其中结晶水,w18,Kg/h,w18=w14*2*18/172,4.39 ,五,主要设备,1,吸收塔,出口总烟气量(湿),Q4,Nm3/h,Q4=Q2+AW+w4/18*22.4,201130 ,标态,含氧化空气,出口总烟气量(湿),Q5,m3/h,

12、Q5=(P0/T0)*(273+T)/(P0+1000)*Q4,237829 ,运行工况,进口总烟气量(湿),Q6,m3/h,Q6=Q2*(P0/P2)*(273+T)/273,221153 ,按塔内平均压力、温度,计算直径,D,m,d=2*sqrt(Q5/3600/(Vg*3.14),5.30 ,实际直径,D,m,5.50 ,根据具体情况取值,烟气流速,Vg,m/s,Vg=4*Q6/(3600*3.14*D*D),2.59 ,烟气在吸收塔中停留时间,t,s,t=(0.5I+J+M+N+O+P+0.5Q)/Vg,5.63 ,2,氧化槽,计算循环量,Wsus,m3/h,Wsus=L/G*Q/10

13、00,2774.10 ,实际液气比,L/G,l/Nm3,L/G=Wsus*1000/Q2,16.00 ,标态,实际液气比,L/G,l/m3,L/G=Wsus*1000/Q2,14.18 ,实际状态,氧化槽体积,Vtan,m3,Vtan=Wsus/60*T2,161.82 ,氧化槽高度,Z,m,Z=4*V/(3.14*D*D),6.81 ,氧化槽直径等于吸收塔直径,3,吸收塔尺寸(如图）,吸收塔直径,A,m,5.50 ,液面到进口烟道底高,E,m,1.22,考虑因强制氧化引起的液面升高,烟气进口烟道斜坡高,F,m,0.60 ,进口烟道高,G,m,G=duct area/H,烟气流速取15.318

14、.3 m/s,0.82 ,烟气流速取15m/s,进口烟道宽,H,m,H=（2/30.8）*A,4.4,烟气进口塔内段高,I,m,I=F+G,1.43 ,进口烟道顶到底层喷淋层高,J,m,一般取1.832.74m,2.13,喷淋层数系数,K,3,取三层,喷淋层间距,L,m,一般取1.522m,1.93,三层,喷淋段高,M,m,M=K*L,5.79,顶层喷淋层到一级除雾器底高,N,m,一般取1.522m,1.98,除雾器段高（含两级除务器间距离）,O,m,一般取1.832m,2.37,二级除雾器到出口烟道底面高,P,m,一般取1m,1.00 ,出口烟道高,Q,m,Q=duct area/R,烟气流

15、速取15.318.3 m/s,1.14 ,烟气流速取15m/s,出口烟道宽,R,m,R=（2/30.8）*A,3.85,吸收塔总高,S,m,S=Z+E+F+G+J+M+N+O+P+Q,23.9 ,吸收塔入口段侧面长,T,m,3.10 ,吸收塔入口段长2m,吸收塔出口段长,U,m,U=0.6*A,3.3,进口斜坡角度,W,一般取1015,11,塔顶倾斜角度,X,x=atan(2*Q/(A-R)*180/3.14,54.2 ,氧化喷枪到液面的最小距离,Y,m,取(0.750.9)*Z,6.13 ,液面高,Z,m,6.81 ,第一层喷淋层高,h,m,h=Z+E+F+G+J,11.59 ,吸收塔各部分的厚度：(从下向上）,1、4.85m段：,14mm,ALDR:,2、11.50m段：,12mm,级数:2级,3、5.25m段：,10mm,3,Operating Levels,厚度:6mm,4、9.00m段：,8mm,0,Spare Level,材料:316L,ALDR与水平面夹角:,30,L=,0.247789954,m,附：烟 气 特 性,状态参数 编号 ,原烟气,净烟气,1,2,3,4,脱硫风机前,脱硫风机后,吸收塔