物料衡算和热量衡算

1、以下计算部分将对石灰石-石膏法的脱硫工艺进行物料衡算、热量衡算、反应器的设计和换热器的设计等具体的步骤物料衡算简化运算条件：物料衡算主要针对脱硫装置系统（即喷淋塔）和制浆系统（石灰石浆液）来进行的，两个系统之间来联系的纽带是在脱硫塔内进行的脱硫反应，即钙硫比（Ca/S）选择为 1.02，下面将详细论述。以下条件在计算方法中被简化（1）不包括吸收塔的损失（2）假设烟气带入的粉尘为零（3）假设工艺水和石灰石不含杂质（4）假设原烟气和净烟气没有夹带物代入和带出系统（5）假设没有除雾器冲洗水（6）假设没有泵的密封水（7）假设工艺系统是封闭的，没有环境物质的进入和流出3.1 吸收系统物料衡算和相关配置喷

2、淋塔内主要进行脱硫反应，由锅炉引风压机引来的烟气，经过增压风机升吸收塔，塔的下部为浆液池。前面已经详细地介绍了脱硫反应的机理，由此可知反应的物料比例为CaCO Ca1.02S1.02SO321.02 : 1.02 : 1 : 1设原来烟气二氧化硫 SO 质量浓度为 a (mg/m ),根据理想气体状态方程32PV=nRT7700mg/m3273K可得：求得：/m3(273Kamga=1.1810 mg/m44而原来烟气的流量（145时）为 2010 (m /h)换算成标准状态时设为 V )43a200000m /h K3V273Ka求得 V =1.3110 m /h=36.30 m /s533

3、a故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为M =36.301.1810 mg/m =42.8310 mg=428.3g/s434SO2N =428.3/64 mol/s = 6.69mol/s7.0mol/sSO2对应的石灰石（CaCO ）物质的量 nCaCO37.0 =7.14mol/s3石灰石（CaCO ）质量为mCaCO3=1.027.0100 700g/s=714g/s3点涵盖了一些主流程。（1）吸收塔出口烟气量 2前面已经给出具体计算步骤，其数值为 36.30 m /s3（2）氧化空气量的计算假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后，当中的氧气完全用于氧化亚硫酸钙， 1 摩

4、尔亚硫酸钙需要 0.5 摩尔的氧气。具体计算步骤详见喷淋塔直径计算部分，其数值为 V =0.72 (m /s)3空气（3）石灰石消耗量计算前面计算已经给出具体计算步骤，其数值为 mCaCO37.0100g/s=1.02700g/s=714g/s（4）吸收塔的石膏产量（干态）m Mn172g/mol7.14mol/s 1.228kg/s kg/h 2H O 2H O 2H O4242423.2 制浆系统物料衡算和相关配置吸收浆液制备系统按公用系统配置，可以按照两套或多套脱硫装置合用一套采用不大于 20mm 灰石消耗量的 150%选择，而且不小于 100%校核工况下的石灰石消耗量。 4 条再循环管

5、回到石灰石浆液箱，以防止浆液在管道内沉淀。脱硫所需要的石灰石浆液量由锅炉负荷，烟气的 SO 浓度和 Ca/S来联合控2液的密度计控制测量量作前馈控制旋流器个数。根据液体气体比为 12.2 L/m ，喷淋塔内实际运行条件下塔内气体流量3V =V +V +V =36.30+2.54+0.56(m /s)=39.40(m /s)，33ga23V又12.2L/m3LVg所以在运行状况下脱硫塔（喷淋塔）内的实际浆液流量为V =12.2L/m 39.40(m /s)=480.68L/s33L该浆液中的石灰石（CaCO ）物质的量 n=7.14mol/s ，3浆液中石灰石（CaCO ）质量为m=714g/s

6、 （参见前面脱硫系统计算部分）3CaCO3故石灰石浆液中碳酸钙物质的量浓度为C= nn / V =7.14(mol/s)/480.68(L/s)0.015mol/L石灰石浆液 CaCO3L3.3 烟气系统的热量衡算和相关配置从锅炉来的热烟气经增压风机增压后进入烟气换热器降温侧，经GGH冷却后，烟气进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，烟气中的SO 被石灰石浆液吸收。除去SO 及其它污染物的烟气经 GGH22加热至 80 GGH漏风率小于 。GGH 是利用热烟气所带的热量加热吸收塔出来的冷的净烟气。在设计条件下且没有补充热源时，GGH可将净烟气的温度提高到 80以上。在热烟气

7、的进口与 GGH 相连的烟道出口安置一套可伸缩的清洗设备，用来的辅助蒸汽和水喷嘴的驱动机械。GGH配一台在线的冲洗水泵 洗提供高压冲洗水。自动吹灰系统可保证GGH 的受热面不受堵塞，保持承诺的净烟气出口温度。当 GGH停机后，换热元件可用一低压水清洗装置进行清洗。此低压水清洗装置每年使用两次。每台 GGH上的两个固定的水冲洗装置用来进行离线冲洗。热面喷冲洗水。烟道上设有挡板系统，以便于 FGD系统正常运行和事故时旁路运行。FGD装置的挡板系统包括一台 FGD FGD出口净烟气挡板和一台旁路烟气挡板，挡板为双百叶式。在正常运行时，FGD进出口挡板开启，旁路挡板关闭。在故障情况下，开启烟气旁路挡板门，关闭 FGD进出口挡板，烟气通过旁路烟道绕过 FGD 系统直接排到烟囱。所有挡板都配有密封系统，以保证“零”泄露。密封空气设两台 100%容量的密封空气风机（一台备用）和二级电加热器，加热温度不低于 70。对于换热器，进入换热器的烟气分成两种，包括要进入脱硫塔（喷淋塔）的原烟气（温度为145）和经过喷淋塔石灰石浆液淋洗后的净化烟道气（出口温度50原烟气的热流量Q= mc t vc t = 1.78610 0.975(145100)KJ /h= W56iipi ii i pi i净化烟气的热流量Q m c t v c t 1.786 (8050)/h