FGD部分物料平衡计算

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1、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 Y废水废水G G石膏石膏G G制浆水制浆水石膏处理系统冲洗水冲洗水除雾器冲洗水除雾器冲洗水Qy2Qy2净净 烟烟 气气Qy1Qy1原烟气原烟气G G浆液浆液吸收塔X X排出浆液排出浆液P P滤液返回滤液返回补充水补充水氧化风氧化风制浆系统GGHQy1 Qy2Qy1Qy2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；H

2、ar煤所含基氢；Oar煤所含基氧0.0889(0.375)0.2560.0333KOararararVCSHO1%Qy13%Qy2吸收塔假设干脱硫产物中CaSO42H2O与CaSO31/2H2O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OHCaSO224OHCaSO23213CaCO组 分质量流量kg/hW%MSO2172.1769.01(69.01+1) MSO2129.151(69.01+1) MSO2100.09(Ca/S-1) 杂质MSO2100.09 Ca/S (1-A) 飞灰FGD入口灰量

3、75 合计 100G固体一级旋流器真空皮带机吸收塔回用水箱废水旋流器)(%15)(sXtX)%(3%)5 .251 ()(%)5 .251 (sXtX)%(50%5 .25)(%5 .25sXtX)%)(11%(50%5 .25)%(90/%)11%(50%5 .25sXtXG石膏)(02363. 0%1%50%5 .25%3%)5 .251 ()(93. 01778. 0%)5 .251 (sXXXtXXX)(%3 . 1)(sYtY%54. 293. 002363. 0含固率)%(54. 2)(sGtG制浆水制浆水)(1%50%5 .25)(9 . 0/%)11%(505 .252/%)1

4、1%(50%5 .25%5 .25sXtXXX)(9 . 0/2/%)11%(50%5 .25LX石膏制浆水石膏冲洗GGYGXP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=1.05 CaCO3量为： G石灰石ACaCO3 kg/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/0.30.7 kg/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S kg/h，以水平衡可列下式： S/v%(1

5、-v%)=(S+ G石灰石)/30%(1-30%)计算得到S kg/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/h323/64100CaCOSOCaCOASCaMGCaSO42H2O中结晶水量为：G1= MSO2172.1769.01(69.01+1)172.17218.02kg/hCaSO31/2H2O结晶水量为：G2=MSO2129.151(69.01+1)129.150.518.02kg/h反应产物中结晶水量为：G结晶水G1+G2G石膏带走水G石膏10吸收塔出口浆液石膏处理系

6、统固平衡吸收剂需要量计算吸收塔底固体量计算吸收塔返回浆液P石膏量、冲洗水石膏带走水结晶水计算制浆水废水总量石膏带出总水量石灰石浆液量石灰石量FGDSYSTEM工艺补充水工艺补充水废水废水石膏结晶水石膏结晶水净净 烟烟 气带走水气带走水（气、液态）（气、液态）塔进口原烟气带水塔进口原烟气带水（气态）（气态）石膏带走水石膏带走水石 膏 浆 液系统滤液制浆烟气带走水石膏带出水石膏结晶水GGGMYGzfw石膏石膏带出水煤水ClGlgYBgClClGw/20除雾器冲洗水除雾器冲洗水Qy2Qy2净净 烟烟 气气Qy1Qy1原烟气原烟气G G浆液浆液吸收塔X X排出浆液排出浆液P P滤液返回滤液返回补充水补

7、充水QykQyk氧化风氧化风X(G固体+P中含固量+G制浆水中含固量)/15XQPGGGQQywyky浆液皮带冲洗水21)(石膏制浆水石膏冲洗水GGYGXP热平衡是WFGD系统物料平衡中的主要平衡之一，它在相当程度上决定着水平衡。热平衡中的蒸发水是系统的主要水耗。由于烟气中含有腐蚀性的酸性气体和水蒸气的存在，烟气温度的高低，对于系统烟道的防腐有着直接的影响，它决定了防腐材料及措施的选择。而烟气温度的高低与吸收塔的热平衡有很大的关系。 原烟气热原烟气热（处理前的烟气）（处理前的烟气）进塔水热进塔水热氧化空气热氧化空气热吸收剂热吸收剂热废 水 带 走废 水 带 走热热石膏带走热石膏带走热净净 烟烟

8、 气热气热（处理后的烟气）（处理后的烟气）FGD吸收塔吸收塔反应热反应热石 膏 处石 膏 处理系统理系统石 膏 浆 液石 膏 浆 液带走热带走热返回热返回热散热散热热平衡是WFGD系统物料平衡中的主要平衡之一，它在相当程度上决定着水平衡。热平衡中的蒸发水是系统的主要水耗。由于烟气中含有腐蚀性的酸性气体和水蒸气的存在，烟气温度的高低，对于系统烟道的防腐有着直接的影响，它决定了防腐材料及措施的选择。而烟气温度的高低与吸收塔的热平衡有很大的关系。 FGDSYSTEM工艺水热工艺水热氧化空气热氧化空气热吸收剂热吸收剂热返回液带返回液带入热入热石膏浆液带走热石膏浆液带走热净净 烟烟 气热气热（处理后的烟

9、气）（处理后的烟气）原烟气热原烟气热（处理前的烟气）（处理前的烟气）反应热由于由于FGDFGD系统的传质传热过程主要是在吸收塔中完成的，系统的传质传热过程主要是在吸收塔中完成的，所以选定吸收塔为热平衡的研究对象：所以选定吸收塔为热平衡的研究对象： 2222112231222111) 12()()(TYCTCGhhMHTCTCGTCTCQTCQTCQwzfmwwwwkkykpypy石膏石膏反应热计算: 430.82kJ/mol 公式1为T2的函数，假设一个出口温度T2，查出该温度下的饱和蒸汽压；利用公式1算出蒸发水量蒸发水量Mzf，通过（Mzf原烟气中水蒸汽量）计算出实际饱和蒸汽分压/烟气全压计

10、算饱和蒸汽压 与假设值相同时的温度即为出口烟温出口烟温T2。2242232221COOHCaSOOHOCaCOSO不含蒸发水的烟气热量不含蒸发水的烟气热量工艺水热量工艺水热量氧化空气热量氧化空气热量Qy1原烟气量（已知）kg/h，Qy 2净 烟 气 量 Qy 1+ ( Qy k- QO 2) + GC O 2；Qyk=mSO21/20.2128.863（kg/h）消耗的氧气量QO2=mSO21/232kg/h反应产生的二氧化碳QCO2=mSO244.01kg/hG石膏见固平衡计算（含水）Y:废水量见水平衡计算C在某一温度下的平均定压比热容kJ/kgK； h1液态水比焓kJ/kg；h2水蒸气比焓

11、kJ/kg； 烟气比重1.31.4kg/Nm3氧化风入塔冷却到吸收塔浆液温度计算入口物料流量、组成、温度、热量计算出口物料流量、组成、温度、热量假设出口温度假设出口温度T2计算蒸发水量计算蒸发水量计算饱和蒸汽压计算饱和蒸汽压输出结果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塔入、出口烟气流量、摩尔组成、温度、热量，脱硫量输入已知条件烟气平衡计算氧化风量计算固平衡计算水平衡计算吸收塔物料平衡计算热平衡计算烟气平衡计算工艺水量废水量石灰石耗量石膏量蒸发水量塔出口烟温SOSO2 2 去除效率计算去除效率计算 SOSO2 2 = f ( L/G , A = f ( L/G , AExch

12、angeExchange, t, tResidenceResidence , , p pAbsorberAbsorber ) )L/G = f ( Number x FlowrateL/G = f ( Number x Flowrate Circulation Pumps ) Circulation Pumps )液气比选循环泵流量液气比选循环泵流量t tResidenceResidence = f ( Number of spray levels, v= f ( Number of spray levels, vGasGas ) )A AExchangeExchange = f ( d= f

13、 ( dDropletsDroplets ) )d dDropletsDroplets = f ( p= f ( pNozzleNozzle ) ) p pAbsorberAbsorber = f ( v= f ( vGasGas, , Absorber Absorber ) )SOSO2 2 去除率的计算去除率的计算SO2 = 1 - e -kk = Lk = La a G Gb b F Fc c H Hd d R Re e (pH, d, (pH, d, ) )R = pHR = pH1.471.47 d df f -g L: 循环浆液量G:烟气流量F:吸收塔截面积H:反应区高度pH:pH

14、 值d:液滴直径:化学剂量比:石灰石粒径1 物料衡算：操作线方程：操作线与平衡线的关系：操作线必须处于平衡线之上；操作线与平衡线之间的距离反映了吸收推动力的大小；操作线与平衡线不能相交或相切。2 最佳液气比的确定：XXLYYGSB1111XGLYXGLYSSSS221min* XXYYGLBS1L液膜厚度（0.6mm) ，vL液体的运动粘度；ReL液体的雷诺数。 2/13/12Re3369. 0LLLgvLhdLAtA1L液膜厚度（0.6mm) ，L液体量L/min；hA塔高，dt塔内径。 氧化区45吸收区4.55.5低利于氧化和结晶、石灰石溶解。高利于吸收一般为3.54m/s ,在塔内脱硫时间45S。