脱硫物料平衡水平衡计算

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％固平平衡衡计计算算框框图图吸收收塔塔出出口口浆浆液液石膏膏处处理理系系统统固固平平衡衡吸收收剂剂需需要要量量计计算算吸收收塔塔底底固固体体量量计计算算吸收收塔塔返返回回浆浆液液P石膏膏量量、、冲冲洗洗水水石膏膏带带走走水水结晶晶水水计计算算制浆水废水总量石膏带出总水水量石灰石浆液量量石灰石量3、水平衡水平衡是WFGD系统中中的重要平衡衡,水循环率率对系统的稳稳定,石膏的的品质,设备备的材料的选选择都有重要要的影响。水水循环率的大大小对吸收塔塔和管路中的的浆液中的固固体组分的含含量会有一定定的影响，特特别是颗粒较较小的组分。。如加大水循环环率，即减小小废水的排放放量，则会加加大液体中Cl离子和硫硫酸根的含量量，对设备管管道的材质要要求高，石膏膏的纯度差。。但是如果加加大废水的排排放量，则会会增加废水处处理系统的建建造成本及废废水处理的运运行成本，同同时耗水量增增加。所以合理的选选择,确定水水平衡对于优优化系统设计计,降低成本本,及节约用用水都有至关关重要的作用用。3、水平衡〈1〉基本假假定①系统中水无无损失；②系统处于正正常稳定运行行的工况下；；③进口原烟气气中的水蒸气气在经过塔时时不参与作用用。〈2〉计算原原理和方法原理：进系统统水=出系统统水，WFGD系统的水平衡衡图见图。进系统水:进进口原烟气所所带气态水,工艺水出系统水:出出口进烟气所所带水(气、、液),石膏膏带走水,石石膏结晶水、、废水。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）石膏带走水石膏浆液系统统滤液制浆G烟气入口带入入水+G工艺补充水+G返塔水量=G烟气出口带出出水+G废水+G脱硫产物最终终带出结晶水水+G石膏浆液中返返回液水要求的工艺补充水量量：公式1工艺水主要补补入点：除雾器冲洗水水：由除雾器器设备决定。。滤布滤饼冲洗洗水＝0.5G石膏石灰石浆液制制备水（见固固平衡）吸收塔补充水水（备用）其他冲洗水（（备用）G石膏结晶水、G石膏带走水：见固平衡G烟气带走水：75mg/Nm3烟气。3、水平衡废水量Y的确确定：公式2根据水中氯离离子浓度确定定：CL水：工艺水中氯氯离子含量50mg/LCL煤：煤中氯离子子含量0.037%CL石膏：石膏中氯离离子含量100mg/LBg耗煤量4、吸收塔总总物料平衡除雾器冲洗水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、吸收塔总总物料平衡公式3G皮带冲洗水：0.5t/t石膏G浆液：见吸收剂需需求量计算G制浆水：见吸收剂需需求量计算X：塔底排除除浆液总量X＝(G固体+P中含固量+G制浆水中含固固量)/15％G固：见脱硫塔底固固体量计算热平衡是WFGD系统物料平衡衡中的主要平平衡之一，它它在相当程度度上决定着水水平衡。热平平衡中的蒸发发水是系统的的主要水耗。。由于烟气中含含有腐蚀性的的酸性气体和和水蒸气的存存在，烟气温温度的高低，，对于系统烟烟道的防腐有有着直接的影影响，它决定定了防腐材料料及措施的选选择。而烟气气温度的高低低与吸收塔的的热平衡有很很大的关系。。5、热平衡系统热平衡示示意图原烟气热（处理前的烟烟气）进塔水热氧化空气热吸收剂热废水带走热石膏带走热净烟气热热（处理后的烟烟气）FGD吸收塔反应热石膏处理系统统石膏浆液带走走热返回热散热5。热平衡热平衡是WFGD系统物料平衡衡中的主要平平衡之一，它它在相当程度度上决定着水水平衡。热平平衡中的蒸发发水是系统的的主要水耗。。由于烟气中含含有腐蚀性的的酸性气体和和水蒸气的存存在，烟气温温度的高低，，对于系统烟烟道的防腐有有着直接的影影响，它决定定了防腐材料料及措施的选选择。而烟气气温度的高低低与吸收塔的的热平衡有很很大的关系。。FGDSYSTEM工艺水热氧化空气热吸收剂热返回液带入热热石膏浆液带走走热净烟气热热（处理后的烟烟气）原烟气热（处理前的烟烟气）反应热由于FGD系统统的传传质传传热过过程主主要是是在吸吸收塔塔中完完成的的，所所以选选定吸吸收塔塔为热热平衡衡的研研究对对象：：5、热热平衡衡目的：：计算出出口烟烟温－－－选选择GGH；烟道防防腐材材料；；蒸发水水量－－－确确定耗耗水量量。〈1〉〉基本本假定定热平衡衡的计计算基基于以以下几几个基基本假假定：：①脱硫塔塔反应应系统统是一一个绝绝热反反应；；②烟烟气的的进出出口动动能忽忽略不不计；；③反反应塔塔传热热迅速速完全全；④氧氧化风风的进进口压压力小小于0.1Mpa，温度度和压压力可可以近近似为为理想想气体体的处处理范范围，，焓值值同样样取各各组分分的焓焓值之之和。。5、热热平衡衡〈2〉〉计算算原理理和方方法进塔烟烟气热热+进进塔水水热+氧化化空气气热+吸收收剂热热+返返回热热＋反反应热热=出出塔烟烟气热热+石石膏浆浆液带带走热热吸收剂剂热包包括石石灰石石磨机机研磨磨能量量和吸吸收剂剂物理理热，由于于吸收收剂量量小，，吸收收剂热热量忽忽略；进塔水水包含含氧化化空气气冷却却水、、冲洗洗水、、塔补补充水水、制制浆用用工艺艺水等等新补补充的的工艺艺水；；可将石石膏带带出塔塔的热热量和和处理理系统统返回回热转转换成成石膏膏带走走热和和废水水带走走热。。热分为为潜热热和显显热，，在整整个系系统中中，只只有蒸蒸发的的水有有相变变，其其他组组分只只有温温度的的变化化而没没有相相变，，所以以潜热热只有有通过过蒸发发的水水表现现出来来。5、热热平衡衡计算公公式如如下：：公式4反应热热计算算:－430.82kJ/mol公式1为T2的的函数数，假假设一一个出出口温温度T2，，查出出该温温度下下的饱饱和蒸蒸汽压压；利利用公公式1算出出蒸发水水量Mzf，通过（（Mzf＋＋原烟烟气中中水蒸蒸汽量量）计计算出出实际际饱和和蒸汽汽分压压/烟烟气全全压＝＝计算算饱和和蒸汽汽压与假设设值相相同时时的温温度即即为出口烟烟温T2。不含蒸蒸发水水的烟烟气热热量工艺水水热量量氧化空空气热热量5、热热平衡衡公式4中：：Qy1原烟气气量（（已知知）kg/h，，Qy2净烟气气量＝＝Qy1+(Qyk-QO2)+GCO2；Qyk=mSO2×1/2÷÷0.21×28.86×3（kg/h）消耗的的氧气气量QO2=mSO2×1/2××32kg/h反应产产生的的二氧氧化碳碳QCO2=mSO2×44.01kg/hG石膏见固平平衡计计算（（含水水）Y:废废水量量见水水平衡衡计算算C－在某一一温度度下的平均均定压压比热热容kJ/kgK；h1－液态态水比比焓kJ/kg；h2－水蒸蒸气比比焓kJ/kg；烟气比比重1.3~1.4kg/Nm3氧化风风入塔塔冷却却到吸吸收塔塔浆液液温度度热平衡衡计算算框图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框图计算塔塔入、、出口口烟气气流量量、摩摩尔组组成、、温度度、热热量，，脱硫硫量输入已已知条条件烟气平平衡计计算氧化风风量计计算固平衡衡计算算水平衡衡计算算吸收塔塔物料料平衡衡计算算热平衡衡计算算烟气平平衡计计算工艺水水量废水量量石灰石石耗量量石膏量量蒸发水水量塔出口口烟温温SO2去除效效率计计算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去除率率