【文章內(nèi)容簡介】 ??????? 假設(shè)空氣只有 O N2分別為 21%、 79%，則空氣中總氧量為P2P2 ? 理論需氧量： — O2P 所以 P2P2P2 O1 ???? 若燃燒完全P2P2P2 O1 ???? 若燃燒不完全產(chǎn)生 CO 須校正，即從測得的過剩氧中減 CO 氧化為 CO2所需的 O2 ? ?PP2P2 PP2 ?????? 各組分的量均為奧氏分析儀所測得的百分數(shù) 。 物料平衡核算 吸收塔的物料平衡 進入脫硫系統(tǒng)的主要組分為 N CO O水蒸氣、少量的組分為 SONOx、 HF、 HCl、 SO H2SO4蒸氣以及微量的汞蒸氣等。在 FGD 系統(tǒng)中，大部分 SO2 和少量 O2 被吸收。對于石灰石脫硫系統(tǒng)，每脫除 1molSO2 大約增加1molCO2。 FGD 系統(tǒng)對粉塵的吸收率為 60%~80%，雖然這些粉塵對于 FGD 副產(chǎn)品的純度影響不大，但其中的一些微量元素足以影響 FGD 工藝流程的化學特性（例如 Al3+、 Mn2+、 Fe3+、 Fe2+、 Hg2+等）。 Al3+與 F形成的結(jié) 合物會抑制 CaCO3的溶解， Mn2+及 Fe3+是亞硫酸鹽的氧化催化劑，將加速它們的氧化過程； Hg2+廢水排放需進行處理，否則廢水無法達標排放。 煙氣進入脫硫塔，塔內(nèi)水分蒸發(fā)，煙氣降溫并吸收水蒸氣達到飽和狀態(tài)。塔內(nèi)水分的蒸發(fā)量與燃煤成分、入口煙氣溫度、入口煙氣含濕量有關(guān)。降溫后。的煙氣與石灰石 — 石膏漿液逆流接觸后排出吸收塔，石灰石 — 石膏漿液在塔底進一脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計 10 步氧化后，排出吸收塔，進入石膏處理裝置。吸收塔系統(tǒng)的進料有 5 部分，石灰石漿液、煙氣、石膏處理系統(tǒng)的濾坑水、設(shè)備沖洗水和氧化空氣。出料有兩股，分別是凈煙氣和石膏漿液 。 吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要化學反應(yīng)如下所示： 主反應(yīng)： 2242223 ?????? 副反應(yīng)： 224233 COOH2SOaCOH2SOCOaC ????? 223223 ????? 2223 COOHa C lCH C l2COaC ???? 2223 COOHaFCHF2COaC ???? 2223 COOHaFCHF2COMg ???? 實際過程中，副反應(yīng)還有很多，比如生成硫酸鎂、氯化鎂、亞硫酸鎂等，但由于塔內(nèi)發(fā)生的化學反應(yīng)復雜，動力學和熱力學參數(shù)較難獲得，而且石灰石中鎂的含量較低，對衡算結(jié)果影響較小，因此 計算時忽略這些反應(yīng)。以上 6 個反應(yīng)的反應(yīng)程度與設(shè)備、反應(yīng)停留時間、溫度、原料配比等都有很大的關(guān)系。吸收塔中的化學反應(yīng)由于反應(yīng)物多，反應(yīng)條件復雜，應(yīng)留待進一步研究。 石膏處理系統(tǒng)的物料平衡 石膏排出泵的石膏漿液進入石膏旋流器，底部重組分進入真空皮帶機進一步分離，真空皮帶機生產(chǎn)出石膏餅，濾液進入濾坑。石膏旋流器頂部的輕組分一部分進入濾坑，一部分進入廢水旋流器分離。廢水旋流器頂流排出系統(tǒng)，底流進入濾坑。石膏處理系統(tǒng)的進料有 4 股，為石膏漿液和皮帶機沖洗水、石膏沖洗水及系統(tǒng)補充水。出料有 2 股，分別為石膏餅、進入吸 收系統(tǒng)的濾液水。 石膏漿液在石膏旋流器的分配和各組分的粒徑密度及旋流器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。石膏旋流器分配按照一下原則：入口固含量 20%（質(zhì)量百分數(shù)），底流固含量 50%，頂流固含量小于 6%。廢水旋流器的入料量由煙氣帶來的氯離子量決定，使得處理后的廢水能帶走幾乎所有進入系統(tǒng)的氯離子，而系統(tǒng)中氯離子的含量為脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計 11 20200ppm。廢水旋流器的分配：進料固含量小于 6%，底流固含量 10%。 石膏餅及真空皮帶機的沖洗水由設(shè)備廠商提供。濾液補充水的量由水平衡的計算得出。 煙氣系統(tǒng)及石灰石濕磨系統(tǒng)的物料平衡 這里所說的煙氣系統(tǒng)包括 增壓風機和除塵兩個設(shè)備，進料是除塵器入口原煙氣、廢水及增壓風機漏入空氣，出料是可排放凈煙氣。增壓風機考慮有 1%的漏風。 石灰石制漿系統(tǒng)有石灰石和制漿水兩股進料，石灰石漿液一股出料。為水平衡考慮，制漿水采用石膏處理系統(tǒng)來的制漿水。石灰石漿液的固含量為 30%。 水平衡 圖 3 所示的是徐塘 2300MW FGD 系統(tǒng)設(shè)計煤種、 100%負荷下的水平衡結(jié)果。進入系統(tǒng)的工藝水包括吸收塔管道沖洗水、 M/E 沖洗水、石膏清洗水、真空皮帶機清洗水，這些沖洗水量均由設(shè)備廠商提供。氧化空氣增濕水的量由熱平衡計算得出。吸收塔補充水 量通過輸出水量和其它進入系統(tǒng)的水相減得到。排出系統(tǒng)的水包括煙氣帶走的水蒸氣、石膏帶水、石膏結(jié)晶水、廢水及 M/E 出口煙氣帶走的液滴。煙氣帶走的水蒸氣由熱量平衡得出，石膏帶水和石膏結(jié)晶水根據(jù)石膏餅的含水量及 1mol 石膏帶 2mol 水計算得出，廢水量由煙氣中的氯離子決定，保證系統(tǒng)中漿液的氯離子濃度小于 20200ppm， M/E 出口帶水量根據(jù)設(shè)備廠商提供的 100mg/Nm3得到。 脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計 12 圖 3 工業(yè)水平衡示意圖 熱量平衡的計算 熱量平衡的計算是水平衡計算的基礎(chǔ)，所有工藝水將匯入吸收塔，與煙氣接觸，傳質(zhì)傳熱后排出系統(tǒng)。 工藝水排出系統(tǒng)一部分是隨著石膏帶出，而大部分將被煙氣的熱量蒸發(fā)隨煙氣排出。同時煙氣的溫度也將降到 40～ 50℃ ，煙氣的濕度達到飽和。為了得到煙氣帶走的蒸發(fā)水量，必須對系統(tǒng)的熱量進行計算。 圖 4 熱量平衡的絕熱系統(tǒng) 首先要假設(shè)一個絕熱系統(tǒng)，進出的物料包括煙氣氧化空氣和工藝水，固體物成分復雜，含量少，溫度變化小沒有相變，計算時將其忽略。系統(tǒng)溫度較低，和外界溫差小，認為絕熱系統(tǒng)的假設(shè)可以成立。 輸入該絕熱系統(tǒng)的熱量轉(zhuǎn)化為出口煙氣焓、工藝水升溫熱量、蒸發(fā)熱量。即 脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計 13 e vaOHyoutky in iiri 2 ????? 式中 ： yini －入口煙氣焓， kJ r －化學反應(yīng)熱， kJ ki －氧化空氣焓， kJ youti －出口煙氣焓， kJ OHQ2 －加熱工藝水熱量， kJ evaQ －蒸發(fā)水熱量， kJ 入口煙氣焓可以由以下公式計算： 2CO2COO2HO2H2O2O2N2Ny iiiii ???????????? 式中 ： iy－煙氣焓， kJ/Nm3； 2Ni －氮氣焓， kJ/Nm3； 2N? －氮氣體積百分數(shù) ； 2Oi －氧氣焓， kJ/Nm3； 2O? －氧氣體積百分數(shù) ； OHi2 －水蒸氣焓， kJ/Nm3； OH2? －水蒸氣體積百分數(shù) ； 2COi －二氧化碳焓， kJ/Nm3； 2CO? －二氧化碳體積百分數(shù) 。 這里忽略含量極小的 SO HF、 HCl、飛灰對煙氣焓的影響。對手冊中查到的煙氣焓對溫度的關(guān)系進行擬和得到如表 1 計算公式。 脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計 14 圖 5 氧氣焓的擬合 化學反應(yīng)熱只考慮主反應(yīng)： 2242223 ??????? ＋ 表 1 不同溫度下的煙氣焓 計算公式： 65432 ftetdtctbtati ????? ＋ 氣體 氮氣 氧氣 水蒸氣 二氧化碳 空氣 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 化學反應(yīng)熱為： HMr SO ??? 2 式中2SOM－反應(yīng)的 SO2， kmol H? －反應(yīng)式（ 9）的反應(yīng)熱， kJ/kmol 氧化空氣焓和出口空氣焓可查表 1 計算。 加熱工藝水熱量： )tt(mCQ OHoutOHptOH 222 ???＝ 式中 ： ptC －水比熱容， kJ/（ kg℃ ） ； OHm2 －工藝水量， kg； 脫硫脫硝技術(shù)課程設(shè)計 15 outt －吸收塔內(nèi)溫度， ℃； OHt2 －工藝水入口溫度， ℃。 水蒸氣吸收的熱量： toutevaeva rmQ ?＝ 式中 ： meva－蒸發(fā)水量， kg rtout－ tout溫度下的汽化熱， kJ/kg 對 40186。C～ 50186。C 水的汽化熱擬合得： o u tto u t ?＝ 圖 6 蒸汽壓的擬合 ●，擬和 值；－，文獻值 假定一個出口溫度 tout，由（ 7）、（ 8）、（ 9）、（ 10）、