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脱硫工艺及计算公式

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学社技术 发表于 2019-8-7 08:45 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
1、钠碱法脱硫工艺

; N0 ]: n5 o4 t/ }% b6 L+ Z, i: @5 `/ i8 b8 i, [) f% V% ?& p5 I% F/ q
采用氢氧化钠(NaOH,又名烧碱,片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱,块碱)。
. t8 w: }) e) H2 t. h) O; l  Y" `6 S2 N
1.1.NaOH 反应方程式:
2 `( e! {6 [. X7 C3 \7 C, H1 M( g, Q) a$ J. r# l
2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于 9)& d! ^  E( O- L* M
% I: y  g: C" Z6 Y" [
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠)  (5<PH<9)2 @+ I) I: V' B8 d$ O( ~& w1 F8 a

+ b2 @, Z) o0 U2 W0 }当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
* I+ K3 v3 N% C( F4 ~1 e
3 h- l0 Z6 @- ^% b" C, Z5 }
1 {. O7 `1 ~8 j: M: V) R2 k1.2.Na2CO3反应方程式:+ S- {4 l6 }! G  s+ h& r$ P
2 |8 o5 \$ s% M
Na2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2↑(PH 值大于 9)4 d) h  j3 |- R2 C& S3 r& I

* J! C2 M" r. @1 BNa2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5<PH<9)" o. Y% w- N' L0 ?" I
: A- U+ [3 M0 r6 t
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。3 ]' h/ m8 r; I2 Z, w0 |
! i8 T$ g# k0 S' o  y% B

0 f5 @, x+ S' ]
2 双碱法脱硫工艺
* ^+ e: ]/ N' _: e& `
! ?9 m0 r  J8 F, b$ U% G8 ]7 K
2.1.脱硫过程:
) {) X# c5 n! `4 |3 Z4 w0 T& R9 \8 J/ Y
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
# T! x# h; s/ J: @/ l4 ?
. y) e( T& i* m- W6 Q2 f2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O " \9 B/ @) J- B: q- a% N7 U1 d' ?

9 U1 F; m8 C& Z, V; m用碳酸钠启动
' D3 g% D" |: P5 J6 |  s! U& I. [% D+ U0 g" u$ O
用氢氧化钠启动
) K* Z' I1 Z" ^6 K; c: V4 o& K7 e" P1 v! P
2 种碱和 SO2反应都生成亚硫酸钠2 C8 \6 n2 W. ?7 T  W3 T

! A% P+ p5 f0 q. @( tNa2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3       (5<PH<9)
' o+ f$ b+ D# p5 k" B/ _( Z+ S$ J* Y8 C
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。# ^4 s4 Z) P9 I) P
' n& W5 @# b; u
2.2.再生过程:' ?5 T7 B# v  P, z/ C5 b) Z
7 [' A: V5 b$ p" r: k/ {  C% h  [
CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙)
) j; T( g0 S! x1 C' v# \8 z- s4 A1 ~' _, H. m, K) Q$ j
Ca(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3↓ (亚硫酸钙)+2H2O5 U$ p1 E2 K( R" x4 e+ u* W( [0 a

2 i0 K* X' N( |Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓/ ?) L) z  t1 b( j* m% K
' g4 F2 R6 R- s- a- `! g6 n9 s
氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。
6 Q2 H# J9 I7 |+ q& [/ R! a( U/ |8 c
# D: \4 W: t' R. B8 y/ O/ l- t3 K7 j
3 煤初始排放浓度

! e- K1 x: d3 A- U1 n5 Z9 y: m6 j6 M$ H7 }: ?/ Z* L
按耗煤量按500kg/h,煤含硫量按1%,煤灰份按20%,锅炉出口烟气温度按 150℃。0 p* ]% D9 }2 S' {2 q
6 }$ h( N$ B' Q, d
3.1.烟气量:" B' P: {  L; B/ R

4 v3 w4 F' ]! C* c按 1kg 煤产生 16~20m3/h 烟气量,=500×20= 10000m3/h
+ }5 V  `/ i' ~5 C- T: r- H4 z4 Z0 n$ M' v) v
3.2.SO2初始排放量:
; H! n2 \3 c1 Z  C- }$ K4 ~
: Q, h; z: c2 S$ \=耗煤量 t/h×煤含硫量%×1600(系数)
, `  e- {# c4 |" b
: ]% x6 |# q+ q! [+ {=0.5×0.01×1600= 8kg/h4 L  `3 m( n% u: R9 q; V9 w6 Y* w( m

2 U$ F* M) ^: i4 d* b" S  D也可以计算:= 2×含硫量×耗煤量×硫转化率 80%3 r' O1 n8 k, @! V9 ~' _
7 k# X9 t2 J6 W1 `) X; }0 Y. s6 z& ]
= 2×0.01×500×0.8=8kg/h- U' T3 }4 y$ D4 V8 S
, p0 G, U9 ~7 G5 S% ~! D1 r2 o
3.3.计算标态烟气量:
+ n% D& a* K8 q* j
5 P' K$ M& ?' t1 w=工况烟气量×【273÷(273+150 烟气温度)】; F5 F+ Y4 z4 N  k6 u

$ h3 p4 q# v, A# C=10000×0.645=6450Nm3/h
( L, k$ q$ g$ S- A. v9 @
' T' j1 e4 M, B- O7 ^; O% T已知标况烟气量和烟气温度,计算其工况烟气量:
& f) B! j8 N' R3 c* q% K! p' h' f6 U: r" o
=标况烟气量×【(273+150 烟气温度)÷273】( B6 E" b8 N  n2 w9 I  A8 H3 G
$ A4 O' e3 _, h0 i4 r( h
=6450×1.55=10000 m3/h( ]: F* k0 p5 ^6 B
: l7 ~+ t8 X' `+ O3 O! p. R( O' Z
3.4.SO2初始排放浓度:
3 D  g- g: q2 f4 n; }" e" B8 r( ~) G) S' v. `( n
=SO2初始排放量×106÷标态烟气量" ~& V1 W, x( j+ U+ i0 e
& \% K/ B# r4 A9 b; a' T# s
=8×106÷6450=8000000÷6450=1240mg/Nm31 A+ m  U, A9 v* [1 n8 ~

. [/ M8 t9 R- A+ P3.5.粉尘初始排放量:
2 I" x8 k4 h/ o) D4 z$ p' ~" M$ y8 ~7 k  r, F$ h9 f/ t
=耗煤量 t/h×煤灰份%×膛系数 20%( S1 g0 Z8 F) y: T0 b% z3 p9 q
$ l) n( E9 o0 }! Y" `- G
=500×0.2×0.2=20kg/h
& \# e# G- J- {, H# ^8 r) [" k7 Z4 V% L0 Q
3.6.粉尘初始排放浓度:
; J' e4 f7 s5 _* l) E7 \# V% C3 H
=粉尘初始排放量×106÷标态烟气量* t5 H. `: R; u3 H3 I& b$ |2 o
* \# H( k  k- c1 }: s" i/ P
= 20×106÷6450=20000000÷6450=3100mg/Nm3
7 _  |( U8 Q4 N. N1 s" s' I4 k" m& e$ r; ~) h6 a
  ~5 K$ C! G* i! m$ I# z- f: X
4 运行成本计算
$ }* B# p* |+ W0 j- w

' V! Z6 {: s% h- o9 e4 \7 j0 h6 }需先计算出 SO2初始排放量 kg/h,然后按化学方程式计算。
& z$ D3 F1 ?- |0 X2 f9 E# T+ P/ L5 Z4 Q# u! r
4.1.以 NaOH 为例,按理论计算,1kg 二氧化硫用 0.625kg 氢氧化钠反应。; H7 L! g6 M5 @2 M% d8 Y
6 e: M, n3 m% @2 J% Q
4.2.由于 Na2CO3需水解后才能产生 NaOH,而 NaOH 可直接与 SO2反应,碱性没有 NaOH 高,不考虑使用 Na2CO3,投加量比 NaOH 更多。
& J& n2 t9 t2 x1 D/ I  Q! x( D5 W5 ]' e" G" c, w1 v! |
4.3.氢氧化钠(碳酸钠)和二氧化硫反应生成物为亚硫酸钠,且当 PH 值在 6~8 时,亚硫酸钠又会与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,而Ca(OH)2与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠,Ca(OH)2再与亚硫酸钠反应生成 NaOH,完成再生。钙硫比按 1.03:1计算,1kg二氧化硫用 1.156kg 氢氧化钙反应。而氢氧化钙又可与亚硫酸钠反应生成氢氧化钠,按理论计算,可以不用添加氢氧化钠,但实际中会有误差,误差按5%的氢氧化钙 添加,则1kg二氧化硫用0.0578kg 氢氧化钠。
4 H$ E/ G8 j  v' v1 W* Q/ q
8 A& N3 E' N# _* V1 F2 ~+ A$ p: k' E6 e4 s3 j5 H5 }1 J
5 风管和设备直径计算
, I( N0 t2 g) E; }. W

* R# E. t9 \2 I! `, sD=√烟气量÷2820V8 I9 T. a. X( f6 u8 M1 C3 V( x

+ q5 v8 `' x+ B/ g1)、风管V 为流速:10~15m/s
: Z2 n$ b5 W: C3 m/ R% g- E+ @! B) d' I
2)、水膜除尘器V 为流速:4~5m/s
5 p- z; U+ o5 F0 @
; H1 S8 L% J  n' k: {3)、脱硫喷淋塔V 为流速:3~3.5m/s$ t1 S- K8 J9 J- F% z& A" ^
: K5 `& V9 Z+ _: `* D
* z, N, [! G$ ]% ^
6 除尘效率和脱硫效率

  j8 _1 r. D" S) a4 ?% W3 @' X
: U0 }7 }, g  ]% t: {7 x除尘效率=(除尘器捕集量÷进入除尘粉尘量)×100%=〔(进入除尘粉尘量-除尘器出口排出的粉尘量)÷进入除尘粉尘量〕÷100%脱硫效率按上述计算。6 X, Y; f0 g  I6 y+ Y& K3 l; c3 P

( a; N- c+ J9 K; x7 p$ _

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