脱硫物料衡算

湿法脱硫系统物料平衡计算基础数据待处理烟气阜康2×135MW机组烟气参数（示例）项目单位数据备注1烟气参数－烟气量（湿基）m3/h520000标态、湿基、实际O2－烟气量（干基）m3/h480135标态、干基、实际O2－FGD工艺设计烟温℃1402FGD入口处烟气组成－H2Ovol-%7.67标态、湿基、实际O2－O2vol-%5.60标态、干基、实际O2－N2vol-%80.52标态、干基、实际O2－CO2vol-%13.76标态、干基、实际O2—SO2vol-%0.12标态、干基、实际O23FGD入口处污染物浓度－SO2mg/m33300标态，干基，6%O2－SO3mg/m366标态，干基，6%O2－HClmg/m338标态，干基，6%O2－HFmg/m315标态，干基，6%O2－灰尘mg/m3100标态，干基，6%O2石灰石分子量石灰石粉中CaCO3的含量91.89%，MgCO3含量1.43%，其余惰性物质含量6.68%。计算石灰石粉平均分子量：CaCO3分子量为：100.09M=1/(91.89%/Mcaco3+1.43%/MMgco3)=106.85石膏浆液平衡计算脱硫剂的需求量烟气中SO2量=Q标态、干烟气×CSO2×[(21-6)/(21-O2)]/64=24.28kmol/h依次计算出SO3、HCl、HF等酸性物质的量：0.15、0.56、0.41kmol/h烟气中SO2等酸性物质脱除量=NSO2+NSO3+NHCl+NHF=25.40kmol/h需求石灰石量=K钙硫比×M平均分子量×（NSO2×ηSO2+NSO3×ηSO3+NHCl×ηHCl/2+NHF×ηHF/2）=2795.59kg/hηSO2、ηSO3、ηHCl、ηHF等脱除效率根据工程需要取值。K钙硫比=1.03(湿法脱硫一般取1.02～1.05)脱硫系统总固量方程式：吸收:S02+H20〈==〉H2S03S03+H20〈==〉H2S04中和:CaCO3+H2S03〈==〉CaS03+CO2+H20CaCO3+H2S04〈==〉CaS04+2H20Ca（OH）2+2HCl〈==〉CaC12+CO2+H20氧化:2CaS03+02〈==〉2CaS04结晶:CaS04+2H20〈==〉CaS04·2H20CaSO4.2H2O分子量为：172.17CaSO3.1/2H2O分子量为：129.15脱硫塔浆池底部含固量应包括以下几部分：石膏（CaSO4.2H2O）、CaSO3.1/2H2O、CaCO3、粉尘、石灰石中杂质、其它（MgCO3、CaF2、MgF2等）详见下表：组分质量流量kg/hW%计算方法备注CaSO4.2H2O4180.4492.48%设定反应中99.7%的（SO2+SO3）生成石膏结晶CaSO3.1/2H2O9.430.21%0.3%的（SO2+SO3）生成CaSO3结晶CaCO371.881.59%剩余CaCO3量=MCaCO3×[N总CaSO3-N硫酸钙结晶-N亚硫酸钙结晶-N氟化钙-N可溶物（包括CaCl2、CaSO4，可忽略）]杂质186.754.13%杂质量=总石灰石量×惰性物质含量%飞灰35.880.79%飞灰去除效率按75%～90%计其它35.981%MgCO3、CaF2、MgF2等，根据Mg在石灰石中的含量、F-在烟气中含量等按物料衡算表中计算。含量非常小可忽略。合计4520.36100%例如：(以CaSO4.2H2O计算为例)CaSO4.2H2O生成量=[（24.28+0.15）-（0.05+0）]×172.17×0.997=4180.44kg则：石膏排出量（m石膏）=[4520.36-废水中含固量（m废水）]/90%…………………（1）氧化风量计算：氧化风量中O2转移效率按30%计算：QO2=NSO2×ηSO2/2×22.4/0.21/0.3计算得：QO2=4316Nm3/h蒸发水量的计算烟气喷淋塔烟气换热主要对象为：喷淋浆液中的蒸发水量。计算时假设烟气出塔后，含水量饱和。依据热量守恒原则：蒸发水量需要热量（蒸发水量为Q3）=干烟气释放热量（蒸发水量为Q1）+烟气中水蒸气释放热量（蒸发水量为Q2）假设烟气进塔温度为140℃，在塔内得到充分换热，出口温度为T℃查表或计算，可得出进口烟气的比热、水蒸气焓值、汽化热约为：Cp烟气=1.0668kj/kg.℃H水（140℃）=2737.7kj/kgH水（T℃）=2587.4+1.86×(T-50)kj/kgr水（T℃）=2378.1﹣2.34×(T-50)kj/kg蒸发水量：Q1=Q烟气质量×Cp烟气×(140-T)/r水（T℃）Q2=Q水蒸气质量×(H水（140℃）-H水（T℃）)/r水（T℃Q3=Q1+Q2净烟气饱和蒸汽压：η出口H2O=(Q烟气体积×η原含水率+Q3/18×22.4)/[Q烟气体积+Q3/18×22.4+(Q氧化风量-Q耗氧量)]P出口H2O=η出口H2O×101.325………（2）查表得：P出口H2O=12.34-0.55126×(50-T)…………………（3）由式（2）、（3）可解得：Q3=27604.64kg/hT=52.5总消耗水量及废水量的计算废水外排计算：外排废水目的：维持浆液中最大氯浓度(ppm)：20000。假设：石膏中含Cl量：100ppm，工业水中含Cl量：21ppm。外排废水量Q废水=[脱烟气中Cl量（Cl烟气）+总补充水量中Cl量（Cl总水）-石膏中中Cl量（Cl石膏）]/20000/(1-0.12%)=（39.84+Q总×21/106×35.5-M石膏×100/106×35.5）/20000/(1-0.12%)将式（1）代入上式Q废水={39.84+Q总×21/106×35.5-[（4520.36-m废水）/90%]×100/106×35.5}/20000/(1-0.12%)则：Q废水={39.84+Q总水×21/106×35.5-[(4520.36-Q废水×0.12%)/90%]×100/106×35.5}/20000/(1-0.12%)……………（4）总耗水量：总补充水量（Q总水）=烟气损失水量（Q烟气）+石膏结晶水量（Q结晶）+石膏中含水量（Q石膏）+外排废水量（Q废水）Q烟气=蒸发水量+烟气携带水量（75mg/Nm3(干基)）=27604.64+36.31=27641kg/hQ结晶=NSO2×18×2+NSO3×18/2=876kg/hQ石膏=m石膏×10%=[(4520.36-M废水)/90%]×10%=[(4520.36-Q废水×0.12%)/90%]×10%，(废水旋流器溢流：含固量0.12%)则：Q总=27641+876+[(4520.36-Q废水×0.12%)/90%]×10%……………(5)由式（4）、（5）可解得：Q废水=2027kg/hQ总水=31019kg/hm石膏=4995.587kg煤质分析计算常用的燃煤基准收到基（原来称作应用基）：也称工作基，是指收到状态供实际使用的煤，也叫原煤。含有一切有机和无机成分，也还有全部水分（内在水分和外在水分）。工业分析：Mar+Aar+Var+FCar元素分析：Car+Har+Nar+Sc，ar+Oar+Aar+Mt=100%空气干燥剂（原来称作分析基）除去外在水分的煤就是空气干燥基状态的煤。工业分析：Mad+Aad+Vad+FCad=100%元素分析：Cad+Had+Nad+Sc，ad+Oad+Aad+Mad=100%干燥基除去全部水分的煤。工业分析：Ad+Vd+FCd=100%元素分析：Cd+Hd+Nd+Sc，d+Od+Ad=100%干燥无灰基（原来称作可燃基）是指煤中的可燃部分，它包括有机部分和部分可燃硫（有机硫和硫铁矿硫），其中氮、氧虽然不能燃烧，但它是有机组成成分，故也应称作干燥无灰基成