脱硫物料平衡计算

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气热（处理理前的的烟气气）进塔水水热氧化空空气热热吸收剂剂热废水带带走热热石膏带带走热热净烟烟气气热（处理理后的的烟气气）FGD吸收塔塔反应热热石膏处处理系系统石膏浆浆液带带走热热返回热热散热5。热热平衡衡热平衡衡是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。FGDSYSTEM工艺水水热氧化空空气热热吸收剂剂热返回液液带入入热石膏浆浆液带带走热热净烟烟气气热（处理理后的的烟气气）原烟气气热（处理理前的的烟气气）反应热热由于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；进塔水包包含氧化化空气冷冷却水、、冲洗水水、塔补补充水、、制浆用用工艺水水等新补补充的工工艺水；；可将石膏膏带出塔塔的热量量和处理理系统返返回热转转换成石石膏带走走热和废废水带走走热。热分为潜潜热和显显热，在在整个系系统中，，只有蒸蒸发的水水有相变变，其他他组分只只有温度度的变化化而没有有相变，，所以潜潜热只有有通过蒸蒸发的水水表现出出来。5、热平平衡计算公式式如下：：公式4反应热计计算:－430.82kJ/mol公式1为为T2的的函数，，假设一一个出口口温度T2，查查出该温温度下的的饱和蒸蒸汽压；；利用公公式1算算出蒸发水量量Mzf，通过（Mzf＋＋原烟气气中水蒸蒸汽量））计算出出实际饱饱和蒸汽汽分压/烟气全全压＝计计算饱和和蒸汽压压与假设值值相同时时的温度度即为出口烟温温T2。不含蒸发发水的烟烟气热量量工艺水热热量氧化空气气热量5、热平平衡公式4中中：Qy1原烟气量量（已知知）kg/h，，Qy2净烟气量量＝Qy1+(Qyk-QO2)+GCO2；Qyk=mSO2×1/2÷0.21××28.86××3（kg/h）消耗的氧氧气量QO2=mSO2×1/2×32kg/h反应产生生的二氧氧化碳QCO2=mSO2×44.01kg/hG石膏见固平衡衡计算（（含水））Y:废水水量见水水平衡计计算C－在某一温温度下的平均定定压比热热容kJ/kgK；h1－液态水水比焓kJ/kg；h2－水蒸气气比焓kJ/kg；烟气比重重1.3~1.4kg/Nm3氧化风入入塔冷却却到吸收收塔浆液液温度热平衡计计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图图计算塔入入、出口口烟气流流量、摩摩尔组成成、温度度、热量量，脱硫硫量输入已知知条件烟气平衡衡计算氧化风量量计算固平衡计计算水平衡计计算吸收塔物物料平衡衡计算热平衡计计算烟气平衡衡计算工艺水量量废水量石灰石耗耗量石膏量蒸发水量量塔出口烟烟温SO2去除效率率计算SO2=f(L/G,AExchange,tResidence,pAbsorber)L/G=f(NumberxFlowrateCirculationPumps)液气比选循环泵流量tResidence=