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脱硫相关工艺及计算

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学社博客 发表于 2019-10-9 11:38 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
今天为大家讲讲脱硫相关工艺及计算公式,主要涉及钠碱法脱硫工艺、双碱法脱硫工艺、运行成本计算等。% Y& z/ A+ H6 U1 T) u+ M2tech.cn

2 f8 z; \) n& z钠碱法脱硫工艺:: |3 \/ l6 j5 l! F) g9 g, D  l2tech.cn

( s, w) m9 C) i采用氢氧化钠(NaOH,又名烧碱,片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱,块碱)。
6 W1 S' y3 G/ C6 C3 f. `* K% L1 z! E# O* L. a! V2tech.cn
1.1.、NaOH 反应方程式:
. ~) _* Z) V) t: B- r. ?8 @6 V5 D2 G8 M( s( Q% n: M) ~7 M2tech.cn
2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于 9)
& D; t3 z$ Z0 N5 i* A" }& o
, \  C* N& s; c* _- E* b0 \7 @Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5
$ Y6 P* ^4 M# _, O
' Z* U! I9 e) G$ B8 z当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
7 A- d) L1 c, ]! Y. G  T! ^6 N+ Q0 p6 I  l% d! R' @# r4 p! q2tech.cn
1.2.、Na2CO3反应方程式:
' O' R3 z& ^4 w2 u8 ]0 c2 O' D0 J) X: Q, T: [2tech.cn
Na2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2↑(PH 值大于 9)! u& b( j8 ]9 q: a8 J2tech.cn

  _4 c% U4 h! G* Q  `( Q+ iNa2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (50 L! u! R# o. ?9 E% n' t0 R9 A3 t2tech.cn
8 ^- y: C' j: ~  y! I" Y5 z/ X5 s2tech.cn
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
- h$ F) L5 c/ T) v  m# j4 z$ K
5 w& L8 q8 Q5 s7 B2 C( z# N2双碱法脱硫工艺:
4 e/ C$ y- D! V2 C9 Q0 Y
# e0 e9 m0 ^! k2.1.脱硫过程:
) h9 w" j! b. t6 a7 ~! Z0 P. D# R, B/ l* ^; R, U+ P- Z: u2tech.cn
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑7 i8 y; c/ w  |: K7 O2tech.cn

% L- l& U% c. F+ [1 M6 o0 U2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
  V) p+ x; g% d  S. C2 l  V& [2 U4 S! a9 Z4 {& w2tech.cn
用碳酸钠启动
2 h# X' Z$ g- ~4 j) i* ~  x: v1 c7 f8 C% B5 {" n$ }2tech.cn
用氢氧化钠启动
) K- k5 j% I& n4 ^
: x' q0 ~1 M+ K  H; [2 种碱和 SO2反应都生成亚硫酸钠
; A5 b1 x- Q" K) I$ y
- @" y& N/ _1 I' n- ?Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (56 n4 W+ |0 K' m* y* _7 G2 |2tech.cn
: F2 y9 o5 ?% e! X, w2 k) a+ q% n( h2tech.cn
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
0 N" r8 x9 B' h+ P- G- H2 G' `+ ]7 i% \  k  z9 x2 p2tech.cn
2.2.再生过程:% w  ]" C! U" H$ k2tech.cn
' |6 \% g  `; J( S+ F% f6 L1 C2tech.cn
CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙)6 W" K% Z4 B, C9 X- m2tech.cn
) M  ~$ R0 {% y7 q! J' R2tech.cn
Ca(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3↓ (亚硫酸钙)+2H2O9 a6 P( b$ k8 z: E: l* n2tech.cn
: B2 B1 A" w  x8 }% j2tech.cn
Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓4 e! N' u/ Q, t4 K9 S2tech.cn

- W6 A0 q! y& S) C, k1 a氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。
. k) ?/ e+ ~9 P+ o
/ f. {5 W& n1 H3煤初始排放浓度:- o0 b- q% D. a% p- z" t2tech.cn

! J5 @/ b, q/ v8 @; z% m7 B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℃。2 Z/ v2 g0 z; Q- M6 {2tech.cn
! z: L" x- k5 e+ X% g2tech.cn
3.1.烟气量:
# ~& T2 G$ k8 z& t4 q& u; N  N' b  g5 Q5 V) F3 z, `& y2tech.cn
按1kg 煤产生 16~20m3/h 烟气量,=500×20= 10000m3/h" C$ \( I# N- i' B# B2tech.cn
2 l5 ~2 Y( ~& I9 Q# P4 k8 |% j2tech.cn
3.2.、SO2初始排放量:
( ^# V* G% C3 w0 q$ L' I' I9 ]
2 L: m0 ^0 y: T2 C$ j/ Q3 _+ z=耗煤量 t/h×煤含硫量%×1600(系数)  F7 u. N/ d3 L  Q( z* N# }2tech.cn

  z  ?  g) I4 G2 }8 u. D=0.5×0.01×1600= 8kg/h5 Q: S4 W7 t. L* ~2tech.cn

! f7 g7 v$ a6 G- _' \" b也可以计算:= 2×含硫量×耗煤量×硫转化率 80%& S2 y) I( [* n4 R' s2tech.cn

+ t, B" Z9 U- w& @1 a6 J= 2×0.01×500×0.8=8kg/h5 q8 ^* E" f9 J2tech.cn
" B/ ]; M4 d+ F8 K' M2tech.cn
3.3.计算标态烟气量:- e  Z& [2 Q: v2tech.cn

4 {$ |5 ^2 S0 T=工况烟气量×【273÷(273+150 烟气温度)】
6 Y8 z; `6 w  Q; E3 m. w0 j% Z- N3 s0 W6 e8 A8 j2 o! i2tech.cn
=10000×0.645=6450Nm3/h
6 Q, i* h1 g2 N8 `0 c& ^7 H. ~, i3 {7 x  l2tech.cn
已知标况烟气量和烟气温度,计算其工况烟气量:# e, N; N7 H$ I2tech.cn
5 M* E1 J0 g- h8 a* }7 v( z& {. ~2tech.cn
=标况烟气量×【(273+150 烟气温度)÷273】8 L+ M; i! i' b; G6 q( p2tech.cn
1 L  ?( C- q5 G2tech.cn
=6450×1.55=10000 m3/h
, N9 X+ G! G) \$ l; c" i
4 [% n* u+ l3 ^8 e0 s( `/ K0 [% T0 I3.4.、SO2初始排放浓度:0 C0 O) G6 @& G( w2tech.cn
. v, l! O8 r" o0 ^. _3 o4 M2tech.cn
=SO2初始排放量×106÷标态烟气量
+ Z7 p# J; Y, |3 A; U
: h+ c- A# A* V) D3 z# R4 S=8×106÷6450=8000000÷6450=1240mg/Nm3
- l' j9 r" k" E  r8 |9 A, T
& ?3 |  ~) t4 O% H* D& W7 _7 D3.5.粉尘初始排放量:3 Q9 A# X0 y/ b6 H: t1 h2tech.cn
) `, F& x# w4 r) c* t- K4 E2tech.cn
=耗煤量 t/h×煤灰份%×膛系数 20%
% y7 V" t( m6 Y  {7 E8 A
2 o3 M( e9 M. R6 n/ t0 Q# v  `=500×0.2×0.2=20kg/h
7 ^* `; c5 D1 j6 ^8 U# B4 k, h
7 ~+ i( i  {3 E3 I. r3.6.粉尘初始排放浓度:
. P  m! P2 Y% V9 s( s, S- W8 C3 O* L- `8 n7 |1 L8 R2tech.cn
=粉尘初始排放量×106÷标态烟气量) k+ t6 Z" S/ N/ w$ c: W. p2tech.cn

: L7 B, I+ x! E$ k- V0 N= 20×106÷6450=20000000÷6450=3100mg/Nm36 L( g8 Y) a: m1 o2tech.cn

. S" v. P- g3 Q* K4运行成本计算:: o/ f% h0 S; \9 ^- d2tech.cn

+ l4 X8 C- o; Z" i, b4 C$ X6 C* ^/ x需先计算出 SO2初始排放量 kg/h,然后按化学方程式计算。
6 `6 E) G, T, s* W) M% U! M& @0 `0 q5 Q3 \2tech.cn
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。
1 e# Z  `4 h9 u; E- A( K/ \9 O$ ~1 u0 y  W$ M2tech.cn
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。
( {* `; S/ a  H) k0 |9 G  z' \  e# X% Z/ y2 F+ S2tech.cn
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。
0 @% }: R: P( }: r5 K. U3 t$ T& }6 S3 b2 \2tech.cn

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精彩评论1

 楼主| 学社博客 发表于 2019-10-9 11:38 | 显示全部楼层
5风管和设备直径计算
6 W: v8 k" E1 }& Q% I+ u
- {* V8 t: F# H/ q9 RD=√烟气量÷2820V- q7 P3 r+ I! `  d; o( t6 |2tech.cn
7 b5 S1 c9 P) U' r" T4 w2tech.cn
1)、风管V 为流速:10~15m/s  `& _0 W+ A6 `; r1 j/ W2tech.cn
+ ~" H. k/ A3 [; U& I2tech.cn
2)、水膜除尘器V 为流速:4~5m/s
5 S4 y8 F* l! Q9 F6 p; _' x4 Z; D) P' n$ m2tech.cn
3)、脱硫喷淋塔V 为流速:3~3.5m/s3 r7 e4 O; f1 p" X8 O7 D2tech.cn
1 S) I: ?  j' d( K( @9 X2tech.cn
6除尘效率和脱硫效率, F1 m- W; S: r8 ]0 I/ u* K2tech.cn
. m9 k0 e2 M" e) \( g- |" i& f1 l2tech.cn
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。
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