FGD部分物料平衡计算

有关计算物料平衡计算SO2去除率计算液气比计算其他参数确定系统物料平衡计算湿法烟气脱硫(WFGD)系统物料平衡的包括以下六个子平衡：烟气平衡、固平衡、水平衡、氯平衡、镁平衡、热平衡。吸收塔物料总平衡Y废水G石膏G制浆水石膏处理系统冲洗水除雾器冲洗水Qy2净烟气Qy1原烟气G浆液吸收塔X排出浆液P滤液返回补充水氧化风制浆系统系统物料总平衡图1、烟气平衡烟气的平衡与整个系统烟道的布置有很大的关系,由于钢烟道会有漏风现象的存在,从而伴随着一定的温降。烟气中酸性物质的存在对系统会有腐蚀，因此烟气温度的高低对于系统烟道的防腐设计会有很大影响。如在原烟气侧，经GGH前，温度较高120

℃以上，所以不设防腐设计，而在进塔烟气管道中由于SO2浓度高，温度低；塔出口烟道中由于温度在系统中最低，水蒸气含量很高，还有液态水的存在，所以环境条件极恶劣，必须加强防腐设计。还有烟气中的灰尘物的浓度的高低，直接影响到烟道和系统设备的磨蚀和防堵的设计，由于原烟气管路中烟气的粉尘含量大于净烟气中的粉尘含量，考虑到磨损，其设计的原烟气气体流速比净烟气的要低。1、烟气平衡GGHQy1’Qy2’Qy1Qy2烟道漏风：Vy+(l+)Vko(干）理论空气量：式中：Vy-原烟气Nm3/kg;漏风系数：对于钢烟道，取0.01/10米。VKO理论空气量Nm3/kg；Car煤所含基碳；

Sar煤所含基硫；Har煤所含基氢；Oar煤所含基氧1%Qy13%Qy2’吸收塔2、固平衡固平衡(浆液)是脱硫系统中的关键平衡之一，其各种组分的变化是在吸收塔中进行的,它对于系统的稳定运行,商品石膏的品质,系统中浆液管道的设计,石膏旋流器,皮带脱水机的选择等都具有决定性的作用。〈1〉计算原理和方法计算原则:吸收塔内的固体量必须被全部排出系统。塔内固体主要有:CaCO3，CaSO3·1/2H2O，CaSO4·2H2O，惰性物质，灰及少量的其它物质。脱硫塔底固体量计算假设干脱硫产物中CaSO4·2H2O与CaSO3·1/2H2O质量比为0.92:0.01，其摩尔比为：(0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01:1.脱硫塔底固体中各组分流量组分质量流量kg/hW%ηMSO2×172.17×69.01÷(69.01+1)

ηMSO2×129.15×1÷(69.01+1)

ηMSO2×100.09×(Ca/S-1)

杂质ηMSO2×100.09×Ca/S(1-A)

飞灰FGD入口灰量×75％

合计

100G固体石膏处理系统固平衡一级旋流器真空皮带机吸收塔回用水箱废水旋流器)%(54.2)(sGtG制浆水制浆水吸收剂需求量计算烟气中脱除SO2量为MSO2mol/h，需纯石灰石量为MSO2mol/h。需纯度为ACaCO3的石灰石量为：

㎏/h其中：钙硫比Ca/S<=1.05CaCO3量为：G石灰石×ACaCO3kg/h杂质量为：G石灰石×(1-ACaCO3)kg/h如使用工业水制备30%含固量浆液，则需水量：G石灰石/0.3×0.7kg/h如使用v%含固量的脱硫反应塔塔底浆液旋流分离液制备30%含固量浆液，设v%含固量旋流分离液中的固体物量为Skg/h，以水平衡可列下式：S/v%×(1-v%)=(S+G石灰石)/30%×(1-30%)计算得到Skg/h，则所需的水量为：G水＝S/v%×(1-v%)kg/h则需v%的塔底浆液旋流分离液为：G制浆水＝S+G水kg/h30%浆液量为：G浆液＝G水/(1-30%)kg/h石膏结晶水计算CaSO4·2H2O中结晶水量为：G1=[ηMSO2×172.17×69.01÷(69.01+1)]÷172.17×2×18.02kg/hCaSO3·1/2H2O结晶水量为：G2=[ηMSO2×129.15×1÷(69.01+1)]÷129.15×0.5×18.02kg/h反应产物中结晶水量为：G结晶水＝G1+G2石膏带走水计算G石膏带走水＝G石膏×10％固平衡衡计算算框图图吸收塔塔出口口浆液液石膏处处理系系统固固平衡衡吸收剂剂需要要量计计算吸收塔塔底固固体量量计算算吸收塔塔返回回浆液液P石膏量量、冲冲洗水水石膏带带走水水结晶水水计算算制浆水水废水总总量石膏带带出总总水量量石灰石石浆液液量石灰石石量3、水水平衡衡水平衡衡是WFGD系系统中中的重重要平平衡,水循循环率率对系系统的的稳定定,石石膏的的品质质,设设备的的材料料的选选择都都有重重要的的影响响。水水循环环率的的大小小对吸吸收塔塔和管管路中中的浆浆液中中的固固体组组分的的含量量会有有一定定的影影响，，特别别是颗颗粒较较小的的组分分。如加大大水循循环率率，即即减小小废水水的排排放量量，则则会加加大液液体中中Cl离子子和硫硫酸根根的含含量，，对设设备管管道的的材质质要求求高，，石膏膏的纯纯度差差。但但是如如果加加大废废水的的排放放量，，则会会增加加废水水处理理系统统的建建造成成本及及废水水处理理的运运行成成本，，同时时耗水水量增增加。。所以合合理的的选择择,确确定水水平衡衡对于于优化化系统统设计计,降降低成成本,及节节约用用水都都有至至关重重要的的作用用。3、水水平衡衡〈1〉〉基本本假定定①系统统中水水无损损失；；②系统统处于于正常常稳定定运行行的工工况下下；③进口口原烟烟气中中的水水蒸气气在经经过塔塔时不不参与与作用用。〈2〉〉计算算原理理和方方法原理：：进系系统水水=出出系统统水，，WFGD系统的的水平平衡图图见图。进系统统水:进口口原烟烟气所所带气气态水水,工工艺水水出系统统水:出口口进烟烟气所所带水水(气气、液液),石膏膏带走走水,石膏膏结晶晶水、、废水水。FGDSYSTEM工艺补充水废水石膏结晶水净烟气带走水（气、液态）塔进口原烟气带水（气态）石膏带走水石膏浆浆液系系统滤滤液制浆G烟气入入口带带入水水+G工艺补补充水水+G返塔水水量=G烟气出出口带带出水水+G废水+G脱硫产产物最最终带带出结结晶水水+G石膏浆浆液中中返回回液水水要求的的工艺补补充水水量：公式式1工艺水水主要要补入入点：：除雾器器冲洗洗水：：由除除雾器器设备备决定定。滤布滤滤饼冲冲洗水水＝0.5G石膏石灰石石浆液液制备备水（（见固固平衡衡）吸收塔塔补充充水（（备用用）其他冲冲洗水水（备备用））G石膏结结晶水水、G石膏带带走水水：见固固平衡衡G烟气带带走水水：75mg/Nm3烟气。。3、水水平衡衡废水量量Y的的确定定：公公式2根据水水中氯氯离子子浓度度确定定：CL水：工艺艺水中中氯离离子含含量50mg/LCL煤：煤中中氯离离子含含量0.037%CL石膏：石膏膏中氯氯离子子含量量100mg/LBg耗煤量量4、吸吸收塔塔总物物料平平衡除雾器冲洗水Qy2净烟气Qy1原烟气G浆液吸收塔X排出浆液P滤液返回补充水Qyk氧化风4、吸吸收塔塔总物物料平平衡公式3G皮带冲冲洗水水：0.5t/t石膏膏G浆液：见吸吸收剂剂需求求量计计算G制浆水水：见吸吸收剂剂需求求量计计算X：塔塔底排排除浆浆液总总量X＝(G固体+P中含固固量+G制浆水水中含含固量量)/15％％G固：见脱硫硫塔底底固体体量计计算热平衡衡是WFGD系统物物料平平衡中中的主主要平平衡之之一，，它在在相当当程度度上决决定着着水平平衡。。热平平衡中中的蒸蒸发水水是系系统的的主要要水耗耗。由于烟烟气中中含有有腐蚀蚀性的的酸性性气体体和水水蒸气气的存存在，，烟气气温度度的高高低，，对于于系统统烟道道的防防腐有有着直直接的的影响响，它它决定定了防防腐材材料及及措施施的选选择。。而烟烟气温温度的的高低低与吸吸收塔塔的热热平衡衡有很很大的的关系系。5、热热平衡衡系统热热平衡衡示意意图原烟气热（处理前的的烟气）进塔水热氧化空气热热吸收剂热废水带走热热石膏带走热热净烟气气热（处理后的的烟气）FGD吸收塔反应热石膏处理系系统石膏浆液带带走热返回热散热5。热平衡衡热平衡是WFGD系统物料平平衡中的主主要平衡之之一，它在在相当程度度上决定着着水平衡。。热平衡中中的蒸发水水是系统的的主要水耗耗。由于烟气中中含有腐蚀蚀性的酸性性气体和水水蒸气的存存在，烟气气温度的高高低，对于于系统烟道道的防腐有有着直接的的影响，它它决定了防防腐材料及及措施的选选择。而烟烟气温度的的高低与吸吸收塔的热热平衡有很很大的关系系。FGDSYSTEM工艺水热氧化空气热热吸收剂热返回液带入入热石膏浆液带带走热净烟气气热（处理后的的烟气）原烟气热（处理前的的烟气）反应热由于FGD系统的传传质传热过过程主要是是在吸收塔塔中完成的的，所以选选定吸收塔塔为热平衡衡的研究对对象：5、热平衡衡目的：计算出口烟烟温－－选选择GGH；烟道防腐材材料；蒸发水量－－－确定耗耗水量。〈1〉基本本假定热平衡的计计算基于以以下几个基基本假定：：①脱硫塔反应应系统是一一个绝热反反应；②烟气的的进出口动动能忽略不不计；③反应塔塔传热迅速速完全；④氧化风风的进口压压力小于0.1Mpa，温度和压压力可以近近似为理想想气体的处处理范围，，焓值同样样取各组分分的焓值之之和。5、热平衡衡〈2〉计算算原理和方方法进塔烟气热热+进塔水水热+氧化化空气热+吸收剂热热+返回热热＋反应热热=出塔烟烟气热+石石膏浆液带带走热吸收剂热包包括石灰石石磨机研磨磨能量和吸吸收剂物理理热，由于吸收收剂量小，，吸收剂热热量忽略；进塔水包含含氧化空气气冷却水、、冲洗水、、塔补充水水、制浆用用工艺水等等新补充的的工艺水；；可将石膏带带出塔的热热量和处理理系统返回回热转换成成石膏带走走热和废水水带走热。。热分为潜热热和显热，，在整个系系统中，只只有蒸发的的水有相变变，其他组组分只有温温度的变化化而没有相相变，所以以潜热只有有通过蒸发发的水表现现出来。5、热平衡衡计算公式如如下：公式4反应热计算算:－430.82kJ/mol公式1为T2的函数数，假设一一个出口温温度T2，，查出该温温度下的饱饱和蒸汽压压；利用公公式1算出出蒸发水量Mzf，通过（Mzf＋原烟烟气中水蒸蒸汽量）计计算出实际际饱和蒸汽汽分压/烟烟气全压＝＝计算饱和和蒸汽压与假设值相相同时的温温度即为出口烟温T2。不含蒸发水水的烟气热热量工艺水热量量氧化空气热热量5、热平衡衡公式4中：：Qy1原烟气量（（已知）kg/h，，Qy2净烟气量＝＝Qy1+(Qyk-QO2)+GCO2；Qyk=mSO2×1/2÷÷0.21×28.86×3（kg/h）消耗的氧气气量QO2=mSO2×1/2××32kg/h反应产生的的二氧化碳碳QCO2=mSO2×44.01kg/hG石膏见固平衡计计算（含水水）Y:废水量量见水平衡衡计算C－在某一温度度下的平均定压压比热容kJ/kgK；h1－液态水比比焓kJ/kg；h2－水蒸气比比焓kJ/kg；烟气比重1.3~1.4kg/Nm3氧化风入塔塔冷却到吸吸收塔浆液液温度热平衡计算算框图计算入口物料流量、组成、温度、热量计算出口物料流量、组成、温度、热量假设出口温度T2计算蒸发水量计算饱和蒸汽压输出结果不相同与该压力温度下的真实饱和蒸汽压比较相同计算框图计算塔入、、出口烟气气流量、摩摩尔组成、、温度、热热量，脱硫硫量输入已知条条件烟气平衡计计算氧化风量计计算固平衡计算算水平衡计算算吸收塔物料料平衡计算算热平衡计算算烟气平衡计计算工艺水量废水量石灰石耗量量石膏量蒸发水量塔出口烟温温SO2去除效率计计算SO2=f(L/G,AExchange,tResidence,pAbsorber)L/G=f(NumberxFlowrateCirculationPumps)液气比选循环泵流量tResidence=f(Numberofspraylevels,vGas)AExchange=f(dDroplets)dDroplets=f(pNozzle)pAbsorber=f(vGas,Absorber)SO2去除率的计计算SO2=1-e-kk=LaGbFcHdRe(pH,d,)R=pH1.47df-gL:循循环浆液量量G: 烟气气流量F: 吸收收塔截面积积H: 反应应区高度pH:pH值d: 液滴滴直径: 化学剂剂量比:石灰石粒径径1．物料衡算：：操作线方程程：操作线与平平衡线的关关系：操作作线必须处处于平衡线线之上；操操作线与平平衡线之间间的距离反反映了吸收收推动力的的大小；操操作线与平平衡线不能能相交或相相切。2．最佳液气比比的确定：：液气比L/G计算1．L液膜厚厚度（0.6mm)，vL液体的运运动粘度；；ReL液液体的雷诺诺数。液膜厚度计计算流体在塔内内平均停留留时间计算算1．L液膜厚厚度（0.6mm)，L液液体量L/min；；hA塔高，dt塔内径。。氧化区4～～5吸收区4.5～5.5低利于氧化化和结晶、、石灰石溶溶解。高利于吸收收PH值气体在塔内内流速一般为3.5~4m/s,在塔内脱硫硫时间4～～5S。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December7,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。22:01:2922:01:2922:0112/7/202210:01:29PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2222:01:2922:01Dec-2207-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。22:01:2922:01:2922:01Wednesday,December7,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2222:01:2922:01:29December7,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。07十十二二月月202210:01:29下下午午22:01:2912月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月2210:01下下午12月-2222:01December7,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/722:01:2922:01:2907December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。10:01:29下下午10:01下下午22:01:2912月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Wednesday,December7,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。22:01:2922:01:2922:0112/7/202210:01:29PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2222:01:2922:01Dec-2207-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。22:01:2922:01:2922:01Wednesday,December7,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2222:01:2922:01:29December7,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。07十十二二月月202210:01:29下下午午22:01:2912月月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月2210:01下下午12月-2222:01December7,202216、少年年十五五二十十时，，步行行夺得得胡马马骑。。。2022/12/722:01:2922:01:2907December202217、空山山新雨雨后，，天气气晚来来秋。。。10:01:29下