脱硫工艺参数

1×200MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计 一． 课程设计的目的 通过课题设计进一步巩固本课程所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行湿法烟气脱硫设计的初步能力，使所学的知识系统化。通过本次设计，应了解设计的内容、方法及步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备结构图、编写设计说明书的能力。 二．课程设计课题的内容与要求 （1）根据给定的设计任务及操作条件，查阅相关资料，确定自选参数，进行工艺参数的计算； （2）根据设计指导书及相关资料，计算系统工艺参数及主要设备设备尺寸； （3）编写设计说明书； （4）对设计结果进行分析。 1.已知参数： （1）校核煤质： %64arC,%5arH,%6.6arO,%1arN,%4.0arS,%8arW,

%16arA,%15arV （2）环境温度：-1℃ （3）除尘器出口排烟温度：135℃ （4）烟气密度（标准状态）：1.34)/(3mkg （5）空气过剩系数：3.1 （6）排烟中飞灰占煤中不可燃组分的比例：16% （7）烟气在锅炉出口前阻力：800Pa （8）当地大气压力：97.86kPa （9）空气含水（标准状态下）：0.01293)/(3mkg （10）基准氧含量：6% （11）按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2011）中二类区标准执行 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：30)/(3mmg 二氧化硫排放标准（标准状态下）：200)/(3mmg 2.设计内容： （1）燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫的浓度计算。 （2）采用石灰石石膏湿法烟气脱硫。 （3）计算石灰石消耗量，石膏产量，并进行水平衡的计算。 （4）选择合适的液气比和空塔气速计算吸收塔塔径塔高并对喷淋系统，除雾器，浆液箱，石膏脱水系统进行计算。 （5）风机及电机的选择设计：根据脱硫系统所处理的烟气量，烟气温度，系统总阻力等计算选择风机种类，型号及电动机的种类，型号和功率。 （6）编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定，设计计算，设备选择和有关设计的简图等内容。课程设计说明书包括封面，目录,前言，正文，小结及参考文献等部分，文字应简明通顺，内容正确完整，书写工整，装订成册。 （7）图纸要求：脱硫系统图一张（A3）。系统图应按比例绘制，标出设备管件编号，并附明细表。 前言 我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧开释出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加，加大火电厂SO2的控制力度就显得非常紧迫和必要。SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫（FGD），目前烟气脱硫被以为是控制SO2最行之有效的途径。目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，主要分为干法（或半干法）和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，技术比较成熟，是目前使用最广泛的脱硫技术，根据吸收剂种类的不同又可分为石灰石/石膏法（钙法）、氨法、海水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术，在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。 截至2011年底，我国脱硫装机超过6亿千瓦，其中85%以上为湿法烟气脱硫，多存系统稳定性差，脱硫效率波动较大等问题。火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011将执行200mg/m3的SO2排放浓度限值，且新建脱硫装置将不允许设置旁路，对脱硫装置性能与可靠性要求极高。 工艺介绍 本课程设计采用的工艺为石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部，氧化空气空压机（1用1备）安装独立风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和/或空气，以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙，形成石膏。 塔内上部烟气区设置四层喷淋。4台吸收塔离心式循环浆泵（3运1备）每个泵对应于各自的一层喷淋层。塔内喷淋层采用FRP管，浆液循环管道采用法兰联结的碳钢衬胶管。喷嘴采用耐磨性能极佳的进口产品。吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。从锅炉来的100%原烟气中所含的SO2通过石灰石浆液的吸收在吸收塔内进行脱硫反应，生成的亚硫酸钙悬浮颗粒通过强制氧化在吸收塔浆池中生成石膏颗粒。其他同样有害的物质如飞灰、SO3、HCI和HF大部分含量也得到去除。吸收塔内置两级除雾器，烟气在含液滴量低于100mg/Nm3（干态）。除雾器的冲洗由程序控制，冲洗方式为脉冲式。 石膏浆液通过石膏排出泵（1用1备）从吸收塔浆液池抽出，输送至至石膏浆液缓冲箱，经过石膏旋流站一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，直接送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。溢流含3~5%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到吸收塔。旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分离处理。石膏被脱水后含水量降到10%以下。在第二级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，保证成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保证生成石膏板或用作生产水泥填加料（掺合物）优质原料（石膏处理系统共用）。

图1 石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺流程 三．脱硫系统各部分设计计算 1.热值与燃料量的计算 热值计算 %64arC,%5arH,%6.6arO,%1arN,%4.0arS,%8arW,%16arA,%15arV 换算成干燥无灰基的元素含量 %2.84dafC，%6.6dafH，%7.8dafO，%5.0dafS

)(1091030339,dafdafdafdafnetdafSOHCQ =34.4)/(kgMJ 换算成低位收到基发热量

10076,,netdafnetarQQ

=25.8)/(kgMJ 全厂效率为38%，含硫量为0.4% 燃烧计算：

muelcoalHP600.3

m)/(4.732580038.0600.3200htcoal 2.标准状况下理论空气量 )7.07.056.5867.1(76.4YYYYaOSHCQ

aQ6.80)/(3kgm

3.标准状况下理论烟气量（空气含湿量为12.933/mg） YaYYYYsNQQWHSCQ8.079.0016.024.12.11)375.0(867.1

sQ7.35)/(3kgm

4.标准状况下实际烟气量

assQQQ)1(016.1 sQ9.4)/(3kgm 注意：标准状况下烟气流量Q以hm/3计，因此，sQQ设计耗煤量 5. 标准状况下烟气含尘浓度

sYsh

Q

AdC

C2.586)/(1033mkg 6.标准状况下烟气中2SO浓度

61022sYSOQSC

2SOC862)/(3mmg

2SO浓度的校准 基准氧含量为6%

%6,,%6.4,,%6,%6.4,222222OairOOairOatSOatSOCCCCCC



%6,2atSOC862)/(3mmg6216.421

%6,2atSOC942)/(3mmg

除硫效率为%77862200862 7.标准状况下2SO燃烧产量

)/(59.04.73%4.022htMMmSSOSO

2SO的脱除量

)/(45.0%7722,htmmSOremovalSO 8.烟气中水蒸气密度 由理想气体状态方程得

RTnPVwaterwater

RTPVnwaterwater waterwaterwaterM

mn

100015.272314.81897860RTPMVmwaterwaterwater

)/(78.03Nmkg 9.烟气体积流量 fluegacoalwetfluegasVmV, )/(690000)/(4.9)/(7340033,hNmkgNmhkgVwetfluegas

)/(633000)083.01(6900003,hNmVdryfluegas )/(570003hNmVwater 10.烟气质量流量 dryfluegaedrydryfluegasVm,,

dryfluegasm,633000)/(848000)/(34.1)/(33hkgmkghNm

waterdryfluegaswetfluegasmmm,, )/(89200044460848000,hkgmwetfluegas

)/(44460)/(78.0)/(570003hkgNmkghkgmwater 11.吸收塔饱和温度计算 假定电除尘器出口温度为135℃ GGH出口温度为108℃ 干烟气水含量

dryfluegaswatermmx,1

052.0848000444601x 在h,x图上，108℃和0.052的交点的焓h=248(kJ/kg)。沿等焓线到饱和线可得到饱和温度T

T=48℃ 077.02x

dryfluegasinletwateroutletwatervapourisedwatermxxm,,,,)( )/(848000)052.0077.0(,hkgmvapourisedwater