脱硫设计计算方法课件

湿式石灰石-石膏法烟气脱硫设计方法及过程湿式石灰石-石膏法烟气脱硫设计方法及过程湿法脱硫设计1、物料平衡计算：建立物料平衡表烟气平衡脱硫剂（脱硫产物）平衡水平衡湿法脱硫设计1、物料平衡计算：建立物料平衡表烟气原始参数烟气原始参数确定关键参数

钙硫比脱硫效率液气比石膏品质石灰品质确定关键参数

钙硫比脱硫剂的选取脱硫剂矿源品位脱硫剂的物理化学特性：真实密度、堆积密度、粒径分布、空隙率、分形、比表面积、活性、吸硫特性影响脱硫剂吸硫特性的因素：水份、温度、浓度、脱硫剂物理特性脱硫剂的选取脱硫剂矿源品位脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件2、建立工艺流程图与物料平衡表同时2、建立工艺流程图与物料平衡表同时脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件3、关键控制回路烟气量、烟气中二氧化硫浓度及钙硫比控制进浆量pH值调节3、关键控制回路烟气量、烟气中二氧化硫浓度及钙硫比控制进浆量脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件4、脱硫反应塔上升速度停留时间液气比pH值循环浆液浓度液柱高度脱硫能力搅拌防腐蚀防堵塞4、脱硫反应塔上升速度氧化曝气装置循环氧化槽的容量氧化空气的停留时间氧化空气的过量系数氧化空气的压力、温度循环浆液的pH值CaSO3的结晶与CaSO4结晶氧化曝气装置的防堵塞氧化曝气装置的防腐蚀氧化曝气装置循环氧化槽的容量浆液喷射装置浆液流量的调节喷嘴的特殊结构浆液管道的防腐蚀浆液管道的防堵、防垢浆液喷射装置浆液流量的调节脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件脱硫设计计算方法ppt课件5、平面布置5、平面布置烟气脱硫过程设计计算烟气脱硫过程烟气平衡烟气平衡燃煤/烟气组份输入数据机组容量 300[MWel]燃煤热值(Hu) 20.600[kJ/kg]全厂效率 41,3[%]含硫量 0,79[%]

假定:1[kg]煤 →8,5[Nm³(wet)]烟气含水量 →7,2[%]燃煤/烟气组份输入数据燃煤烟气组份燃烧计算燃煤烟气组份燃烧计算燃煤烟气成分水蒸汽密度燃煤烟气成分水蒸汽密度烟气密度

assumeddataDensityfluegas →1,35[kg/Nm³]质量流量燃煤烟气成分烟气密度燃煤烟气成分化学过程输入数据SO2–removalefficiency →95[%]Sproportionincoal →0,79[%]Coal →127[t/h]S+O2=SO2Noteatomicmass: S=32[g/mol] O=16[g/mol] Ca=40[g/mol] C=12[g/mol] H=1[g/mol]

燃煤烟气成分化学过程燃煤烟气成分SO2production&removal燃煤烟气成分SO2production&removal燃煤烟气成分SO2-contentInputdata assumeddataO2contentindrygas →7[%]

燃煤烟气成分SO2-content燃煤烟气成分SO2contentat6[%]O2燃煤烟气成分SO2contentat6[%]O2燃煤烟气成分吸收塔热动力学/绝热饱和假定电除尘器出口温度 →138[°C]GGH出口温度 →108[°C]

干烟气中水含量计算吸收塔热动力学/绝热饱和假定

在h,x图上,108[°C]和0,046[kg/kg,dry]的交点的焓

h=233[kJ/kg].沿等焓线到饱和线可得到饱和温度吸收塔热动力学/绝热饱和 在h,x图上,108[°C]和0,046[kg/Thermodynamicsforscrubber/adiabaticsaturationThermodynamicsforscrubber/吸收塔出口净烟气吸收塔热动力学/绝热饱和吸收塔出口净烟气吸收塔热动力学/绝热饱和烟气计算结果AbsorberINLETAbsorberOUTLET烟气计算结果AbsorberINLETAbsorberO液相平衡13%wt50%wt3%wt液相平衡13%wt50%wt3%wt石灰石消耗/石膏产量1SO2+1CaCO3+2H2O+1/2O2→CaSO4•2H2O+CO2

Notemolarmass: SO2= 64[g/mol] CaCO3= 100[g/mol] H2O= 18[g/mol] CO2= 44[g/mol] O2= 32[g/mol]

CaSO4·2H2O= 172[g/mol]

Example:

Afluegasdesulphurisationplantwith2[t/h]SO2-emissionsneeds:andproduces:

石灰石消耗/石膏产量1SO2+1CaCO水平衡废水(a)keepCl-level→15to20[g/l](b)keepsulfatelevel→<35[g/l](b)keepash+inertlevelinabsorberslurry→<13[%]WastewaterflowbasedonCl-levelInput(assumption): Datafromexperience

HCl-removal →98[%]水平衡废水废水流量水平衡水平衡工艺水消耗

Sumof:WaterforfluegassaturationWastewaterMoisturegypsum+crystalwaterDropletemission(negligible)水平衡工艺水消耗水平衡石膏脱水

Forthescrubbingandcrystallizationprocessintheabsorber,thegypsumsolidcontentisbetween5and20[%].Input

assumeddata石膏脱水 Forthescrubbingandcry石膏浆液的密度石膏脱水石膏浆液的密度石膏脱水旋流器底流密度旋流器顶流密度石膏脱水旋流器底流密度石膏脱水石膏产量石膏脱水石膏产量石膏脱水水力旋流器FromAbsorberToAbsorberToBeltFilter4,7…assumptionrelatedto13%solidsintheflowfromtheabsorber,3%solidsinthecycloneoverflowand50%solidsinthecycloneunderflow

石膏脱水水力旋流器FromAbsorberToAbsorberT吸收塔来石膏浆液石膏脱水吸收塔来石膏浆液石膏脱水AbsorberHydrocycloneunderflowHydrocycloneoverflowBeltfilterFiltrateMassflowsuspension47.940[kg/h]10.200[kg/h]37.740[kg/h]5.670[kg/h][gypsumwet]4.530[kg/h]MassflowGypsumdry6.232[kg/h]5.100[kg/h]1.132[kg/h]5.100[kg/h]Massflow Water41.708[kg/h]5.100[kg/h]36.608[kg/h]570[kg/h][wateringypsum]4.530[kg/h]Volumeflowsuspension44,4[m³/h]7,3[m³/h]37,1[m³/h]石膏脱水AbsorberHydrocycloneunderflow水力旋流器顶流成分(假定)50[%]ofsolidsisgypsum25[%]ofsolidsisash25[%]ofsolidsislimestone石膏脱水水力旋流器顶流成分(假定)石膏脱水石灰石浆液供给石灰石消耗石灰石浆液密度石灰石固体密度石灰石浆液质量流量石灰石浆液供给石灰石消耗石灰石浆液密度石灰石浆液体积流量石灰石浆液供给石灰石浆液密度石灰石浆液供给浆池尺寸浆液罐的停留时间

浆液罐体积

(假定)

(假定)浆池尺寸浆液罐的停留时间(假定)(假定)滤液箱尺寸滤布冲洗水量石膏冲洗水量 take50[%]fromgypsummassflow(assumption)滤液量滤液箱尺寸滤布冲洗水量滤液箱停留时间

(假定)滤液箱容积(assumption)滤液箱尺寸滤液箱停留时间(assumption)滤液箱尺寸吸收塔尺寸烟气流量SO2浓度SO2-脱硫率

液气比:L/G=12[l/Am³]atabsorberoutlet(假定)吸收塔尺寸烟气流量吸收塔循环浆液流量及每泵的流量Absorbertemperature=48[°C]喷淋层数(pumps)=3吸收塔尺寸吸收塔循环浆液流量及每泵的流量吸收塔尺寸吸收塔直径吸收塔烟气流速w=3,7[m/s](assumption)吸收塔循环区体积循环浆液停留时间t=4,3min(assumption)吸收塔尺寸吸收塔直径吸收塔尺寸吸收塔循环浆液区高度Sumpheight 11,9[m]Heighttillfluegasduct 1,5[m]Fluegasductheight 4,0[m]Heighttofirstspraybank(fromfluegasduct) 2,5[m]Sprayingbanks:2x1,5[m] 3,0[m]Heighttillmisteliminator 1,3[m]Heightoftwostagedropletseparators 2,5[m]Heightfluegasoutletduct 3,0[m] Sum 29,7[m]Totalabsorberheight:H=30[m]吸收塔尺寸吸收塔循环浆液区高度吸收塔尺寸增压风机和循环泵的能耗增压风机吸收塔压损(assumption) 10[mbar]GGH压损

12[mbar]烟道压损 7[mbar]

总压损 29[mbar]SpecificfluegastransportworkForboosterfanwith85[%]effectiveness增压风机和循环泵的能耗增压风机功率消耗Pumpefficiency=0,89Volumeflow(pump)=5.300[m³/h]Liquidlevel=11,9[m]Geod.height=1,5[m]+4,0[m]+2,5[m]+1,5[m]=9,5[m]Pressureatnozzles=10[m]~(1[bar])Pressureheightpipes=3[m]

sum=22,5[m]增压风机和循环泵的能耗功率消耗增压风机和循环泵的能耗中间层泵的能耗

三层泵的总能耗增压风机和循环泵的能耗增压风机和循环泵的能耗烟道尺寸净烟气烟道直径Fluegasvelocityw=18[m/s](assumption)Saturatedcleangas原烟气烟道直径烟道尺寸净烟气烟道直径管道计算1)石灰石浆液输送管Particlesizelimestone =90[%]≤44µm d50

~15µmConcentration 30[%]totalsolidsamountTransportvelocity ≥6xsettlingvelocityNormally wtransport~2,5[m/s]Volumeflowsuspension=8[m³/h]石灰石浆液输送管直径管道计算1)石灰石浆液输送管石灰石浆液循环管直径Volumeflowcirculation 2·Vsuspension(Absorber)管道计算石灰石浆液循环管直径管道计算2)

石膏浆液管径Particlesizegypsum d50=35–50µmTransportvelocity ≥6xsettingvelocityNormally wtransport~2,5[m/s]至旋流器石膏浆液管径管道计算2)石膏浆液管径管道计算氧化风计算强制氧化SO2+H2O→HSO3-+H+HSO3-+½O2→SO42-+H+ 1molSO2needs½molO2 1kgSO2needs32:2/64kgO2StoichiometricfactorforO2-absorptioninabsorbersump~2,5

→specificweightO2:氧化风计算强制氧化→O2体积:→空气体积:

氧化风计算氧化风计算氧化风压头Injectionpointinabsorber: distancetoliquidlevel=6[m]氧化风计算氧化风压头氧化风计算吸收塔搅拌器计算Needofenergyforagitating 80[W/m³]elAbsorbersumpvolume 865[m³]AgitatorcapacityPel=865[m³]x80[W/m³]=69[kW]Numberofagitators 4能耗及搅拌器吸收塔搅拌器计算Needofenergyforagi石灰石粉仓计算Capacityforlimestonesilo 7days(assumption)Maximumdensity 1.400[kg/m³]Normaldensity 1.000[kg/m³]Limestoneconsumption 2,97[t/h]Storagevolume

石灰石粉仓计算Capacityforlimestone石膏仓计算Capacityforgyps