mw石灰石石膏湿法脱硫工艺参数设计

mw石灰石石膏湿法脱硫工艺参数设计内容摘要：

 假设空气只有 O N2分别为 21%、 79%，则空气中总氧量为P2P2  理论需氧量： — O2P 所以 P2P2P2 O1  若燃烧完全P2P2P2 O1  若燃烧不完全产生 CO 须校正，即从测得的过剩氧中减 CO 氧化为 CO2所需的 O2  PP2P2 PP2  各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。 物料平衡核算 吸收塔的物料平衡 进入脱硫系统的主要组分为 N CO O水蒸气、少量的组分为 SONOx、 HF、 HCl、 SO H2SO4蒸气以及微量的汞蒸气等。 在 FGD 系统中，大部分 SO2 和少量 O2 被吸收。 对于石灰石脱硫系统，每脱除 1molSO2 大约增加1molCO2。 FGD 系统对粉尘的吸收率为 60%~80%，虽然这些粉尘对于 FGD 副产品的纯度影响不大，但其中的一些微量元素足以影响 FGD 工艺流程的化学特性（例如 Al3+、 Mn2+、 Fe3+、 Fe2+、 Hg2+等）。 Al3+与 F形成的结 合物会抑制 CaCO3的溶解， Mn2+及 Fe3+是亚硫酸盐的氧化催化剂，将加速它们的氧化过程； Hg2+废水排放需进行处理，否则废水无法达标排放。 烟气进入脱硫塔，塔内水分蒸发，烟气降温并吸收水蒸气达到饱和状态。 塔内水分的蒸发量与燃煤成分、入口烟气温度、入口烟气含湿量有关。 降温后。 的烟气与石灰石 — 石膏浆液逆流接触后排出吸收塔，石灰石 — 石膏浆液在塔底进一脱硫脱硝技术课程设计 10 步氧化后，排出吸收塔，进入石膏处理装置。 吸收塔系统的进料有 5 部分，石灰石浆液、烟气、石膏处理系统的滤坑水、设备冲洗水和氧化空气。 出料有两股，分别是净烟气和石膏浆液。 吸收塔内发生的主要化学反应如下所示： 主反应： 2242223  副反应： 224233 COOH2SOaCOH2SOCOaC  223223  2223 COOHa C lCH C l2COaC  2223 COOHaFCHF2COaC  2223 COOHaFCHF2COMg  实际过程中，副反应还有很多，比如生成硫酸镁、氯化镁、亚硫酸镁等，但由于塔内发生的化学反应复杂，动力学和热力学参数较难获得，而且石灰石中镁的含量较低，对衡算结果影响较小，因此 计算时忽略这些反应。 以上 6 个反应的反应程度与设备、反应停留时间、温度、原料配比等都有很大的关系。 吸收塔中的化学反应由于反应物多，反应条件复杂，应留待进一步研究。 石膏处理系统的物料平衡 石膏排出泵的石膏浆液进入石膏旋流器，底部重组分进入真空皮带机进一步分离，真空皮带机生产出石膏饼，滤液进入滤坑。 石膏旋流器顶部的轻组分一部分进入滤坑，一部分进入废水旋流器分离。 废水旋流器顶流排出系统，底流进入滤坑。 石膏处理系统的进料有 4 股，为石膏浆液和皮带机冲洗水、石膏冲洗水及系统补充水。 出料有 2 股，分别为石膏饼、进入吸 收系统的滤液水。 石膏浆液在石膏旋流器的分配和各组分的粒径密度及旋流器的结构有关。 石膏旋流器分配按照一下原则：入口固含量 20%（质量百分数），底流固含量 50%，顶流固含量小于 6%。 废水旋流器的入料量由烟气带来的氯离子量决定，使得处理后的废水能带走几乎所有进入系统的氯离子，而系统中氯离子的含量为脱硫脱硝技术课程设计 11 20200ppm。 废水旋流器的分配：进料固含量小于 6%，底流固含量 10%。 石膏饼及真空皮带机的冲洗水由设备厂商提供。 滤液补充水的量由水平衡的计算得出。 烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡 这里所说的烟气系统包括 增压风机和除尘两个设备，进料是除尘器入口原烟气、废水及增压风机漏入空气，出料是可排放净烟气。 增压风机考虑有 1%的漏风。 石灰石制浆系统有石灰石和制浆水两股进料，石灰石浆液一股出料。 为水平衡考虑，制浆水采用石膏处理系统来的制浆水。 石灰石浆液的固含量为 30%。 水平衡 图 3 所示的是徐塘 2300MW FGD 系统设计煤种、 100%负荷下的水平衡结果。 进入系统的工艺水包括吸收塔管道冲洗水、 M/E 冲洗水、石膏清洗水、真空皮带机清洗水，这些冲洗水量均由设备厂商提供。 氧化空气增湿水的量由热平衡计算得出。 吸收塔补充水 量通过输出水量和其它进入系统的水相减得到。 排出系统的水包括烟气带走的水蒸气、石膏带水、石膏结晶水、废水及 M/E 出口烟气带走的液滴。 烟气带走的水蒸气由热量平衡得出，石膏带水和石膏结晶水根据石膏饼的含水量及 1mol 石膏带 2mol 水计算得出，废水量由烟气中的氯离子决定，保证系统中浆液的氯离子浓度小于 20200ppm， M/E 出口带水量根据设备厂商提供的 100mg/Nm3得到。 脱硫脱硝技术课程设计 12 图 3 工业水平衡示意图 热量平衡的计算 热量平衡的计算是水平衡计算的基础，所有工艺水将汇入吸收塔，与烟气接触，传质传热后排出系统。 工艺水排出系统一部分是随着石膏带出，而大部分将被烟气的热量蒸发随烟气排出。 同时烟气的温度也将降到 40～ 50℃ ，烟气的湿度达到饱和。 为了得到烟气带走的蒸发水量，必须对系统的热量进行计算。 图 4 热量平衡的绝热系统 首先要假设一个绝热系统，进出的物料包括烟气氧化空气和工艺水，固体物成分复杂，含量少，温度变化小没有相变，计算时将其忽略。 系统温度较低，和外界温差小，认为绝热系统的假设可以成立。 输入该绝热系统的热量转化为出口烟气焓、工艺水升温热量、蒸发热量。 即 脱硫脱硝技术课程设计 13 e vaOHyoutky in iiri 2  式中 ： yini －入口烟气焓， kJ r －化学反应热， kJ ki －氧化空气焓， kJ youti －出口烟气焓， kJ OHQ2 －加热工艺水热量， kJ evaQ －蒸发水热量， kJ 入口烟气焓可以由以下公式计算： 2CO2COO2HO2H2O2O2N2Ny iiiii  式中 ： iy－烟气焓， kJ/Nm3； 2Ni －氮气焓， kJ/Nm3； 2N －氮气体积百分数 ； 2Oi －氧气焓， kJ/Nm3； 2O －氧气体积百分数 ； OHi2 －水蒸气焓， kJ/Nm3； OH2 －水蒸气体积百分数 ； 2COi －二氧化碳焓， kJ/Nm3； 2CO －二氧化碳体积百分数。 这里忽略含量极小的 SO HF、 HCl、飞灰对烟气焓的影响。 对手册中查到的烟气焓对温度的关系进行拟和得到如表 1 计算公式。 脱硫脱硝技术课程设计 14 图 5 氧气焓的拟合 化学反应热只考虑主反应： 2242223  ＋ 表 1 不同温度下的烟气焓 计算公式： 65432 ftetdtctbtati  ＋ 气体 氮气 氧气 水蒸气 二氧化碳 空气 a b 10－ 5 10－ 4 10－ 4 10－ 3 10－ 5 c 10－ 7 10－ 7 10－ 7 10－ 6 10－ 7 d 1010 1010 1010 10－ 10 1010 e 10－ 13 10－ 14 10－ 14 1013 10－ 13 f 1017 1017 10－ 17 10－ 17 1014 化学反应热为： HMr SO  2 式中2SOM－反应的 SO2， kmol H －反应式（ 9）的反应热， kJ/kmol 氧化空气焓和出口空气焓可查表 1 计算。 加热工艺水热量： )tt(mCQ OHoutOHptOH 222 ＝ 式中 ： ptC －水比热容， kJ/（ kg℃ ） ； OHm2 －工艺水量， kg； 脱硫脱硝技术课程设计 15 outt －吸收塔内温度， ℃； OHt2 －工艺水入口温度， ℃。 水蒸气吸收的热量： toutevaeva rmQ ＝ 式中 ： meva－蒸发水量， kg rtout－ tout温度下的汽化热， kJ/kg 对 40186。 C～ 50186。 C 水的汽化热拟合得： o u tto u t ＝ 图 6 蒸汽压的拟合 ●，拟和 值；－，文献值 假定一个出口温度 tout，由（ 7）、（ 8）、（ 9）、（ 10）、。