石灰石-石膏法脱硫计算
脱硫工艺-强制氧化石灰石石膏法计算步骤(精)
脱硫工艺－强制氧化石灰石石膏法计算步骤2008-06-17 17:51:25)由于本人并非工艺设计人员，所以这个计算步骤有可能存在不足之处；但应该是脱硫工艺入门同行有的参考价值的计算向导。
首先，根据所给的烟气成分，计算烟气的分子量，烟气的湿度等。
其次，要先行计算出吸收塔的进口及出口烟气的状况。
1 假定吸收塔出口的温度T1（如果有GGH，则需要先行假定两个温度，即吸收塔进口T0及出口温度。
）2 利用假定的出口温度，查表可以知道对应改温度的饱和蒸汽压P as。
3 由H as＝0.622P as/（P－Pas）可以求出改温度下的饱和水湿度4 由已知的进口温度T0、r0、C H（C H＝ 1.01+1.88H0）、H0，可以求出T as＝T0－（r0*（H as－H0）/（1.01+1.88 H0））（H0：初始烟气的湿度，r0＝2490）5 如果T as接近于 T1，那么这个假定温度可以接受，若果与假定温度相距太远，则该温度不能接受，需要重新假定。
(上述为使用试差法的绝热饱和计算过程，对于技术上涉外的项目，一般外方公司会提供，上面一部分的计算软件无须人工手算的)6 有GGH时，假定吸收塔出口温度经已确定后，判断该温升是否符合GGH出口与入口的烟温差，假如烟温差同样适合的话，再校验GGH的释放热量问题。
再次，在确定好吸收塔出口气体的流量后，利用除雾器的最大流速限值，计算出吸收塔的直径。
再根据进口烟气限速，计算出烟气进口的截面积。
7 由提供的液气比L/G可以计算出，喷淋所需的吸收液流量。
由这个吸收液流量，再按照经验停留时间，可以计算出循环水箱的容积。
同样根据经验需要的氧化时间及设计的氧气上升速度，可以计算出循环水箱的液位高度。
那么就可以计算出整个吸收塔基循环水箱的截面积。
8 计算消耗的石灰石用量由入口的二氧化硫浓度以及设计的二氧化硫脱除率可以知道脱除的二氧化硫。
对于烟气的三氧化硫而言，其脱除率达100％，所以多氧化硫物质的脱除量可以计算出来。
石灰石石膏法
石灰石石膏法石灰/石灰石－石膏法脱硫石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。
副产品石膏可抛弃也可以回收利用。
(1)反应原理用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序，先吸收生成亚硫酸钙，然后再氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程。
1）吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下。
石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2+SO2一CaSO3.1/2H2O石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3.1/2H2O+CO2CaSO3.1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应。
2CaSO3.1/2Hz0+O2+3 H2O一2CaSO4.2H20②氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下。
2 CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O一CaSO4·H2O+SO2传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程如图所示。
将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部，经过冷却塔冷却并除去90%以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。
石灰浆液在吸收so:后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液，将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化，生成的石膏经稠厚器使其沉积，上层清液返回循环槽，石膏浆经离心机分离得成品石膏。
现代石灰/石灰石一石膏法工艺流程主要有原料运输系统、石灰石浆液制备系统、烟气脱硫系统、石膏制备系统和污水处理系统。
①原料运输系统烟气脱硫所需的石灰石粉(粒度为250目，筛余量为5%)，采用自卸封罐车运输，并卸人石灰石料仓。
石灰石-石膏法脱硫数据计算
M5
t/h
m2*2/3
引风机出口飞灰总量
m2
t/h
Vtgy-o2*mh
未反应的CaCO3
M6
t/h
M3/(ca/s)*((ca/s)-1))
CaCO3带入的杂质
M7
t/h
M3'*(1-P/100)
脱硫产物总量
M8
t/h
M4+M5+M6+M7
皮带机出口石膏产量
M9
t/h
M8/
石膏纯度
Vy'
Nm3/kg
Vy0+(alfa'-1)V0+(alfa'-1)V0
4
干烟气量
Vgy'
Nm3/kg
VRO20+VN20+(alfa'-1)V0
烟气含氧量和含湿量计算：
序号
名称
符号
单位
计算公式或数值来源
1
烟气中的水分
VH2O'
Nm3/kg
VH2O0+(alfa'-1)V0
2
烟气中的氧量
VO2'
Nm3/kg
石灰石-石膏法脱硫数据计算
烟气量计算：
序号
名称
符号
单位
计算公式或数值来源
1
理论空气量
V0
Nm3/kg
(Car++
燃烧产物理论体积
Vy0
Nm3/kg
VN20+VRO20+VH2O0
1）
氮气
VN20
Nm3/kg
+
2）
二氧化物
湿式石灰石—石膏法脱硫常用实验方法
湿式石灰石—石膏法脱硫常用实验方法湿式石灰石—石膏法脱硫常用实验方法１湿式石灰石—石膏法烟气脱硫系统介绍１．１系统原理：将烟气通过石灰石吸收液，使烟气中的二氧化硫溶解于水，并与吸收剂和氧气反应生成石膏，从而降低二氧化硫的浓度。
１．２系统工艺：分石灰石溶解和吸收二氧化硫，氧化反应，中和反应及石灰石浆液与石膏浆液的分离四个过程。
１．３反应方程式：SO2+1/2O2+CaCO3+2H2O—CaSO4·2H2O+CO2１．４监测目的：监测石灰石浆液吸收二氧化硫的效率和系统装置运行的性能指标。
２脱硫化验监测常规分析项目２．１石灰石品质２．１．１石灰石纯度(石灰石中碳酸钙的含量) ２，１，１，１试剂30%过氧化氢，0.3mol/L盐酸标准溶液,0.15mol/L氢氧化钠标准溶液，０.1%甲基橙指示剂。
２．１．１．２实验原理在石灰石试样中加入过氧化氢，氧化样品中的亚硫酸盐，避免因亚硫酸盐分解而增加盐酸的消耗量，加入过量的盐酸标液，加热微沸，使碳酸盐完全分解，剩余的盐酸标液，以甲基橙为指示剂，用氢氧化钠标液反滴定，根据氢氧化钠标液的消耗量，计算碳酸盐的含量。
２．１．１．３取样地点石灰石粉车，石灰石浆液泵出口，球磨机旋流器溢流。
２．１．１．４实验步骤准确称取石灰石试样0.3克（准确至0.0001克）,置于250毫升碘量瓶中,加1毫升过氧化氢，放置5分钟,加25毫升盐酸标液,摇荡使试样充分溶解,加盖置于电热板上加热至沸腾后,继续微沸2分钟,取下用约30毫升除盐水冲洗瓶壁,从而对溶液稀释,加2～3滴甲基橙指示剂,用氢氧化钠标液滴定由红色变为橙黄色(pH值为4.3)为终点。
２．１．１．５结果计算 CaCO3%=?C1V1?C2V2??5%mC1：盐酸标准溶液的浓度 mol/L1V1：加入盐酸标准溶液的体积 ml C2；氢氧化钠标准溶液的浓度 mol/L V2；滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积 ml m：试样的质量g备注：此方法现在不适用于石灰石中碳酸钙的测定，只适用于石膏中碳酸钙的测定，在石膏中碳酸钙的测定实验中，加15毫升盐酸标液。
湿法脱硫石灰石、石膏浆液含固量与密度的关系
湿法脱硫石灰石、石膏浆液含固量与密度的关系
湿法石灰石-石膏脱硫工艺，在日常运行参数调整过程中，大多数一般按照行业经验将石灰石浆液浓度控制20%-30%，吸收塔浆液（石膏浆液）浓度控制10%-15%。
实际现场通过仪表测量密度，通过查询含固量与密度对照表，掌握实际溶液浓度（含固量）。
建议可参考计算公式在DCS增加相应浓度（含固量）点，便于直观观察。
二种石灰石、石膏浆液含固量与密度对照计算公式参考（密度单位为g/cm3）见表1
表1
表2石灰石、石膏含固量与密度对照表。
脱硫系统设计-石灰石 - 石膏湿法脱硫
脱硫系统设计---- 石灰石 - 石膏湿法脱硫1 脱硫系统设计的初始条件在进行脱硫系统设计时，所需要的初始条件一般有以下几个：（1）处理烟气量，单位：m3/h或Nm3/h；（2）进气温度，单位：℃；（3）SO2初始浓度，单位：mg/m3或mg/Nm3；（4）SO2排放浓度, 单位：mg/m3或mg/Nm3；2 初始条件参数的确定2.1 处理风量的确定处理烟气量的大小是设计脱硫系统的关键，一般处理烟气量由业主方给出或从除尘器尾部引风机风量大小去确定。
处理风量还存在标况状态（Nm3/h）和工况状态（m3/h）的换算，换算采用理想气体状态方程：PV = nRT（P、n、R均为定值）V1/T1=V2/T2V1: mg/Nm3，T1：273K； V2: mg/m3，T2：t+273K(t为进气温度)；怀化骏泰提供的是工况烟气量是300000m3/h,烟气温度150℃,经上述公式转换得出标况烟气量193600 Nm3/h(液气比计算用标况烟气量)2.2 进气温度的确定进气温度为经过除尘后进入脱硫塔的烟气温度值，进气温度大小关系到脱硫系统烟气量的换算和初始SO2浓度换算。
2.3 SO2初始浓度的确定SO2初始浓度一般由业主方给出，并且由此计算脱硫系统中各项设备参数，也是系统选择液气比的重要依据。
SO2初始量计算公式如下:S+O2→SO232 64C SO2=2×B×S ar/100×ηso2/100×109C SO2-SO2初始量,mg； B-锅炉BMCR负荷时的燃煤量，t/h；S ar-燃料的含S率，%；ηso2-煤中S变成SO2的转化率，%,一般取0.85；怀化骏泰提供的是4000 mg/Nm32.4 SO2排放浓度的确定一般根据所在地区环保标准确定。
二氧化硫排放限值与烧煤、油、气有关，与新建或改造锅炉有关，与地区有关，设计之前需要查看当地环保排放标准。
按照国家标准,污染物排放浓度需按公式折算为基准氧含量排放浓度,所以实测的排放浓度还需要经过折算,燃煤锅炉按基准含氧量O2=6%进行折算，c = c’× (21 - O2) / (21 - O2’)式中c –大气污染物基准氧含量排放浓度 , mg/m3;c’—实测的大气污染物排放浓度, mg/m3; 38 mg/m3O2’-- 实测的含氧量 ,%; 15%O2 -- 基准含氧量 ,%; 6%计算: SO2浓度(6%O2)=38×(21-6)/(21-15)=95mg/m3,结果也是与在线监测值相符根据在线监测电脑上显示实测的大气污染物排放浓度, 实测的含氧量,我们可以自己计算出折算值.当然电脑上也给我们自动折算并且给出了折算值,但是这个值怎么来的,我们需要知道,怀化骏泰的排放浓度是100mg/ m3,折算值,不是实测值,3 脱硫系统的设计计算3.1 参数定义（1）液气比（L/G ）：即单位时间内浆液喷淋量和单位时间内流经吸收塔的烟气量之比.单位为L/m3；)/3()/(h m h L 的湿烟气体积流量单位时间内吸收塔入口单位时间内浆液喷淋量液气比石灰石法液气比范围在8l/m3-25l/m3之间,一般认为12.2就可以了(液气比超过某个值后,脱硫效率的提高非常缓慢,而且提高液气比将使浆液循环泵的流量增大,增加循环泵的设备费用,塔釜的体积增大.增大脱硫塔制造成本,同时还会提高吸收塔的压降,加大增压风机的功率及设备费用)通过液气比可以计算出循环浆液量Q 循 = 12.2 × 193600 / 1000 = 2362 m3/h（2）钙硫比（Ca/S ）：理论上脱除1mol 的S 需要1mol 的Ca ，但在实际反应设备中，反应条件并不处于理想状态，一般需要增加脱硫剂的量来保证一定的脱硫效率，因此引入了Ca/S 的概念。
(完整word版)石灰石-石膏湿法脱硫系统的设计计算
石灰石-石膏湿法脱硫系统设计(内部资料)编制:xxxxx环境保护有限公司2014年8月1.石灰石-石膏法主要特点（1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达95％以上。
（2）技术成熟，运行可靠性高。
国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。
（3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。
无论是含硫量大于3％的高硫燃料，还是含硫量小于1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。
（4）吸收剂资源丰富，价格便宜。
石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。
（5）脱硫副产物便于综合利用。
副产物石膏的纯度可达到90％，是很好的建材原料。
（6）技术进步快。
近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。
（7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。
2.反应原理（1）吸收剂的反应购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。
（2）吸收反应烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收)H2SO3→H+ +HSO3－H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解）Ca2+ +HSO3－+2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶)H+ +HCO3－→H2CO3(中和)H2CO3→CO2+H2O总反应式：SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2（3）氧化反应一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下：CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化)CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶)（4）其他污染物烟气中的其他污染物如SO 3、Cl －、F －和尘都被循环浆液吸收和捕集。
石灰石-石膏法脱硫数据计算
估计
泵与风机冷却用水
Mwq
t/h
估计
单套脱硫装置耗水量
Mw
t/h
Mgyc+Mgys+Mww+Mwe+Mgyw+Mwq
总的脱硫装置耗水量
Mw'
t/h
n*Mw
氧化空气量计算：
序号
名称
符号
单位
计算公式或数值来源
需氧量
Vo2
kg/h
SO2---1/2O2
kmol/h
Vo2/32
需空气量
Vk
Nm3/h
Vo2/32*22.41/0.21
2）
二氧化物
VRO20
Nm3/kg
0.01866(Car+0.375Sar)
3）
水蒸汽
VH2O0
Nm3/kg
0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0
3
燃烧产物实际体积
Vy'
Nm3/kg
Vy0+0.0161(alfa'-1)V0+(alfa'-1)V0
4
干烟气量
Vgy'
Nm3/kg
VRO20+VN20+(alfa'-1)V0
烟气比热kcal/Nm3.℃100℃
kcal/Nm3.℃200℃
i1kcal/Nm3.℃插值法: tpy
i2插值法求85℃比热
t℃t=126-i2*(85-50)/i1
i3kcal/Nm3.℃插值法: t
塔内烟气放热量
Q1
kJ/h
V ' * i3*4.18*(t-50)
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Vfluegas，dry=Vfluegas,wet.(1-0.083)=
632730 Nm³/h
取
Vfluegas,dry=
633000 Nm³/h
Vwater=
57000 Nm³/h
10 烟气质量流量
mfluegas,dry=Vdry.ρfluegas,dry
烟气密度（标准状态）：ρ=
1.34 kg/m³
mSO2,remova l=
0.4543 t/h
0.5872 t/h 0.59 t/h
取
mSO2,removal =
8 烟气中水蒸气密度
0.45 t/h
由理想气体状态方程得
PVwater=nwaterRT
n water
PVwater RT
nwater
mwatwe M water
mwater PM water
mfluegas,dry=
848220 kg/h
取
mfluegas,dry=
848000 kg/h
mfluegas,wet=mfluegas,dry+mwater
mwater=
44460 kg/h
mfluegas,wet=
892460 kg/h
取
mfluegas,wet=
11
吸收塔饱和温度计 算
假定电除尘器出口温度为
以
50 %
5 t/h 的石膏质量流量作为石膏冲洗水量
20.1 滤液量
mwater,filtrate=mwater,beltfilter+mwater,wash
mwater,filtrate=
5.6 t/h
Vwater,filtrate≈
5.6 m³/h
假定滤液箱停留时间△t=
1h
20.2 滤液箱容积
1.3
Qs=
Qs’+1.016(α-1)Qa'
=
取
Qs=
9.42264 m³/kg 9.4 m³/kg
5 标准状况下烟气含尘浓度
排烟中飞灰占煤中不可燃组分的比例 dsh=
16 %
C=
dsh * AY =
Qs
0.002723 kg/m³
取
C=
0.002723 kg/m³
6 标准状况下烟气中浓度
CSO2=
m gypsum
=
=
C gypsum,beltfirter
1333.333 kg/h取源自mbeltfilter =
1330 kg/h
mhydrocyclone,underflow=
m gypsum C gypsum,hydrocyclone,underflow
=
Vhydrocyclone,underflow=
0.077
mwater,vapourised=
21200 kg/h
V m water,saturation
water,vapourised water,saturation
=
取
Vwater,saturation=
27179.49 Nm³/h 27000 Nm³/h
12 吸收塔出口净烟气的计算
Vwater,vapourised,cleangas=Vwater+Vwater,saturatio
13 % 50 % 90 %
1 kg/l
旋流器顶流石膏浓度Cgypsum=
3%
17.1 石膏浆液密度计算
s
water
1 (Cgypsum ).( gypsum
water
)
100
gypsum
ρs=
1.079305 kg/l
取
ρs=
1.079 kg/l
17.2 旋流器底流密度计算
ρs,hydrocyclone,underflow=
Odaf=
Sdaf=
1% 8% 16 % 15 %
84 % 6.6 % 8.7 % 0.5 %
Qdaf,net= 339Cdaf+1030Hdaf-109(Odaf-Sdaf)=
344.3447 MJ/kg
取
Qdaf,net=
34.4 MJ/kg
换算成低位收到基发热量
Qar,net= Qdaf,net*76/100=
97860 18
Vwater RT 8.314 272.151000
ρ=
0.778501 kg/Nm³
取
ρ=
0.78 kg/Nm³
9 烟气体积流量
Vfluegas,wet=mcoal.Vfluegas
Vfluegas,wet=
689960 Nm³/h
取
Vfluegas,wet=
690000 Nm³/h
690000 Nm³/h 633000 Nm³/h 892000 kg/h 848000 kg/h
57000 Nm³/h 44460 kg/h
108 °C 6 %(dry)
SO2=
852 mg/m³
SO2,6%O2=
932 mg/m³
13.2 吸收塔出口：
Vwet=
717000 Nm³/h
Vdry=
932 mg/m³ 77 % 12 l/Nm³
吸收塔出口净烟气温度T2=
48 °C
Vwet,actual= Vwet,actual=
273.15 T2 273.15
.Vcleangas,wet
842996.7 Nm³/h
取
Vwet,actual=
843000 Nm³/h =
n
Vwater,vapourised,cleangas =
84000 Nm³/h
Vcleangas,wet=Vinlet,dry+Vwater,vapourised,cleanga
s
Vcleangas,wet=
717000 Nm³/h
13 吸收塔烟气计算结果汇总
13.1 吸收塔入口：
Vwet= Vdry= mwet= mdry= Vwater mwatewr T1= O2=
石灰石/石膏湿法脱硫
1 校核煤质
Car=
64 %
Har=
5%
Oar=
6.6 %
Sar=
0.4 %
换算成干 燥无灰基 的元素含
Cdaf=
84.21053 %
Hdaf=
6.578947 %
Odaf=
8.684211 %
Sdaf=
0.526316 %
Nar= War= Aar= Var=
取
Cdaf=
Hdaf=
mfrom,absorbor.Cgypsum=mhydrocyclone,underflow.Cgypsum,underflow+mhydeocyclone,overfloe.Cgypsum,overfl
ow
联立以上方程组解 得
mfrom,absorbor=
11280 kg/h
mgypsum=mfrom,absorbor.Cgypsum
废水中Cl-含量保持
15 g/L
mCl-=0.98.CHCl,fluegasVdry
mCl-=
28.53564 kg/h
46 mg/Nm³ HCl的去除率为
98
取
mCl-=
28.5 kg/h
m m C. washwater
Cl water Cl
mwater=
1900 kg/h
15 石灰石消耗量/石膏产量
mgypsum=
1466.4 kg/h
取
mgypsum=
1466 kg/h
mwater=mfrom,absorbor-mgypsum=
9814 kg/h
Vfrom,absorbor=
m from,absorbor
=
s
取
Vfrom,absorbor=
10.45412 m³/h 10.45 m³/h
18 石灰石浆液供给
SO2+CaCO3+2H2O+1/2O2→CaSO4.2H2O+CO2 石灰石耗量
0.709844 t/h
取
0.7 t/h
石膏产量
1.220931 t/h
取
1.2 t/h
16 工艺水消耗量
mwater=mwater,vapourised+mwashwater+mcrystalwater+mgypsum,mois
6% 932 mg/m³
二氧化硫排放标准（标准状态下）：
200 mg/m³
除硫效率为
CSO2,at6%= 218.6667 mg/m³
取
CSO2,at6%=
219 mg/m³
76.52582 %
取
77 %
7 标准状况下SO2燃烧产量
mSO2=
M SO2 MS
*SY
* mcoal
=
取
mSO2=
SO2的脱除量
石灰石耗量mCaCO3=
0.7 t/h
假定石灰石浆液浓度CCaCO3=
30 %
石灰石固体密度ρCaCO3=
2.8 kg/l
18.1 石灰石浆液质量流量
msuspension= 取
mCaCO3
=
CCaCO3
msuspension=
18.2 石灰石浆液密 度
2.333333 t/h 2.33 t/h
suspension 1 (CCaCO3
1.88 m³/h
19 浆液池尺寸
假定浆液停留时间△t=
2h
浆液罐体积