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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。4 w4 U! V  U* Y) Y1 A! _2tech.cn
' b& f1 F. E' U! g* o2tech.cn
钠碱法脱硫工艺:/ b* r  n- \. o' h9 ]1 O* A! h2tech.cn

' Q; U: }% F" ]' \' M$ r% ^+ r采用氢氧化钠(NaOH,又名烧碱,片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱,块碱)。
4 E, c( P: H- }& s( {# m+ S  u7 P. B2 ^6 R2tech.cn
1.1.、NaOH 反应方程式:$ y4 a" T; ]7 q2 x/ V2 V; i% l0 j2tech.cn

, S3 J6 B, P+ O9 U8 [2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于 9)3 F& i5 s! ]9 N* J; S( `2tech.cn
5 {& K, \: {+ w4 b& Y2tech.cn
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5
# d# l' o6 l6 a2 ?' s9 l
! j1 q( o$ @& _) f: _  R. o7 |' O当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
  R; \* S+ H6 E7 s2 x0 b, x; S" k, s/ ?2tech.cn
1.2.、Na2CO3反应方程式:
$ j+ M5 L! g$ v. M3 a8 C9 }- B1 A+ J, `. s& j$ }2tech.cn
Na2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2↑(PH 值大于 9)
3 D% J5 P2 p! c$ _2 D' {  [' X' A1 u1 z' `: ^1 p2tech.cn
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5$ Y$ P! Q6 A; {2tech.cn
+ D0 M; K7 k& W% c  [5 R2tech.cn
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
7 y  E4 h  c% o. _" V" i$ J7 X1 P7 M* {( q2tech.cn
2双碱法脱硫工艺:4 I9 h, k8 a6 u2tech.cn

( U3 G) L8 f2 Z2.1.脱硫过程:
& F' O* L) y5 W$ [/ y% D9 K0 m+ R. ?( h2tech.cn
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑7 g0 J4 e% e7 k4 g- x! b6 e; j2tech.cn

, n" B! J3 V6 X2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O% s% R. T0 Z; T4 U3 D4 O2tech.cn
! s3 e4 z% H1 P. Y; W) w2tech.cn
用碳酸钠启动
- i4 c  P' B5 b  y1 M7 V4 L3 g! g, Z# Y) S0 Z# t2tech.cn
用氢氧化钠启动
/ g( g6 H" F% J1 H* C# L
( u/ H7 w) P- w' `  O2 种碱和 SO2反应都生成亚硫酸钠! I, r% q1 c/ i- f. m$ O2tech.cn

, X( G3 d* q: H3 W$ HNa2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (5
7 M- E9 L: @) _( X. `& l$ h/ v2 u3 y1 V% L' V3 [2tech.cn
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。/ X: U( v4 u: M! m2tech.cn

$ L5 ?0 n* o: U# W2 h: E% L' u2.2.再生过程:
0 F$ B4 ?% s5 x0 v* a4 r0 A9 H
& O8 m9 q* M' s4 C/ y- O( O. j: P/ pCaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙)
# P) y* r1 N2 ^1 x  Q. O
2 P, N9 g6 _6 G6 M$ a( RCa(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3↓ (亚硫酸钙)+2H2O
% d& e' u) e& ]) {5 K: E6 T
  m2 k+ C! ]- [& TCa(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓
+ q" c2 k' c; n. y+ m8 P) D* \' @! d+ Y) C2 j$ Z4 \' K2tech.cn
氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。  ^6 J. V* K9 P- ~+ c7 d2tech.cn

2 w. q& o6 G/ `  C6 h3 y3煤初始排放浓度:
+ ~2 {- M+ q3 b# {
* ~' W' e- p* e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℃。' S/ H) [* J0 c5 e2tech.cn
7 f( K2 `) `3 I% z2 a6 t0 \# g9 K1 e2tech.cn
3.1.烟气量:4 m3 e" t$ x) I( X! x& P; }, C2tech.cn
" y- E6 e  F/ `) D6 |/ Y$ f2tech.cn
按1kg 煤产生 16~20m3/h 烟气量,=500×20= 10000m3/h! o( h. L4 |6 \! H5 c# a2tech.cn

! _5 j( u" x, i, j: Q, a( v3.2.、SO2初始排放量:
  L1 i: H- ^; P& b7 N4 k3 l" M6 s2 f  u; p  Z. _( {- D# X$ d2tech.cn
=耗煤量 t/h×煤含硫量%×1600(系数)& D8 d' i3 n$ ^! J: J# K2tech.cn

" c7 C* m$ s: \- q4 ]=0.5×0.01×1600= 8kg/h
% k+ Q3 c  U7 C* {
! ~2 f5 w* P7 D也可以计算:= 2×含硫量×耗煤量×硫转化率 80%) b; k, d5 U. [( K1 `& a5 [* u4 ]2tech.cn

6 L- Z# `4 N; m7 b; E2 b: k& }$ D= 2×0.01×500×0.8=8kg/h, G2 x, y7 d9 j* {) c' m/ [) @% ]5 s2tech.cn

/ G' y, ~) R9 [* r, x. T1 |3.3.计算标态烟气量:- h2 c2 \( u' G0 C3 N5 X  j. W2tech.cn
1 M$ q2 Z% w, O; n9 O2tech.cn
=工况烟气量×【273÷(273+150 烟气温度)】/ p  n  Z# ?! }3 T# B4 z. j. D6 `2tech.cn
. h1 x5 x1 |0 V9 j+ I& M  T, L2tech.cn
=10000×0.645=6450Nm3/h
: `* S1 I% D2 h9 h& N' l8 B
1 M3 |5 i: S  ^/ b7 T已知标况烟气量和烟气温度,计算其工况烟气量:
* E: l6 z) `# Y
: ]& x5 `' n( j7 t; w5 o=标况烟气量×【(273+150 烟气温度)÷273】( O# ?- T0 A0 R0 Z% J8 X+ _0 O  k2tech.cn

$ V4 z  E/ p% Q; K( y7 a6 z$ U: ?  b=6450×1.55=10000 m3/h, M9 T% s6 p# }2tech.cn
7 {( q8 w" V" m+ \% T1 a) Z2tech.cn
3.4.、SO2初始排放浓度:! V0 @6 k$ c, `+ b7 b2tech.cn

2 D! S% f) ~/ F( \2 k=SO2初始排放量×106÷标态烟气量
: q  l+ v' d- {: B& \  j1 D& X. J" m2tech.cn
=8×106÷6450=8000000÷6450=1240mg/Nm32 M! b7 Y: Q- v/ e5 w# p# k1 j5 r2tech.cn

3 |0 K- `7 t+ ^% p- l3 N- W3.5.粉尘初始排放量:
0 h6 w; H4 J- I5 g* M- K* m3 {
0 p+ f; c/ ]1 Y  j9 x=耗煤量 t/h×煤灰份%×膛系数 20%% y1 N8 p2 |* i4 `+ j1 k2tech.cn

6 I$ [4 f0 g  L% Q; d=500×0.2×0.2=20kg/h6 ~; z6 P0 L( ^  o! q7 R2 E- g2tech.cn
; i/ P8 ?9 V" K% ~2 D  w( _2tech.cn
3.6.粉尘初始排放浓度:' U! O# @+ U* H$ N' L2tech.cn
( H) K' m$ y3 j: t4 o1 x2 O2tech.cn
=粉尘初始排放量×106÷标态烟气量6 w3 \1 d4 n; |9 P* [4 |# H2tech.cn
% f: H9 U4 ^9 y5 O+ t2tech.cn
= 20×106÷6450=20000000÷6450=3100mg/Nm3
5 U5 _) z) E' e5 N7 v6 w5 o$ `2 V7 i# d% O2tech.cn
4运行成本计算:
' @% x- @* A* S( S9 l" Z
  Y, I* R0 t6 f0 d/ J3 H需先计算出 SO2初始排放量 kg/h,然后按化学方程式计算。4 J5 k7 S# z% Y9 L$ V6 C& h2tech.cn

  l, T3 E7 U! e4.1.以NaOH 为例,按理论计算,1kg 二氧化硫用 0.625kg 氢氧化钠反应。
. D' O# I- a/ z& J/ h7 r
* b' \* s# B% F* V+ W2 X2 b; t* U4.2.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。/ u; p0 W( f. s  E8 T- l2tech.cn
" W- K: a: e% W" i0 a2tech.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。2 \7 @7 M9 Z+ _: F2 k2 z0 n2tech.cn
+ u1 ~1 w: F" I, Y' Y2tech.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* h) W/ f1 u+ i. R7 K7 M2tech.cn

! U; K. @+ v1 ?3 mD=√烟气量÷2820V
" C+ H: X% y- w5 n
0 A3 h( O1 t: U+ D- F1)、风管V 为流速:10~15m/s
# ^' ?% ?9 V9 w! h! p% |% x' w5 V/ I4 j% |) Q) l2tech.cn
2)、水膜除尘器V 为流速:4~5m/s
2 `' t% [+ D  T$ t+ _, i( v* l( d2 q! t9 l  K2tech.cn
3)、脱硫喷淋塔V 为流速:3~3.5m/s
& ?2 {6 e6 v( C4 n' }0 W% b% ^/ b* f6 l  _* h# G2tech.cn
6除尘效率和脱硫效率
4 @7 |/ P! _. X9 p" z# {  }1 T1 n) O) F: M; z: H( Z2tech.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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