2.2脱硫效率的主要影响因素
湿式烟气脱硫工艺中，吸收塔循环浆液的pH 值、液气比、烟气速度、烟气温度等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。 2.1.1吸收塔洗涤浆液的PH
吸收塔洗涤浆液中pH 值的高低直接影响SO 2 的吸收率及设备的结垢、腐蚀程度等, 而且脱硫过程的pH 值是在一定范围内变化的。长期的研究和工程实践表明,湿法烟气脱硫的工艺系统一般要求洗涤浆液的P H 值控制在4.5 ～5.5之 间。 2.1.2液气比
氧化镁法喷淋塔的液气比一般在(15～25)L/m 3。取L/G ＝18L/m 3，则： 液体用量h L Q L 541034.61052.31818?=??== 2.1.3烟气流速和烟气温度
目前, 将吸收塔内烟气流速控制在(2.6～3.5)m/s 较合理,典型值为3m/s 。
则吸收塔的截面积为：24
40.33600
31067.3m V Q A =??=
= 低洗涤温度有利于SO 2 的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在100℃以下。100℃左右的原烟气进入吸收塔后, 经过多级喷淋层的洗涤降温, 到吸收塔出口时温度一般为(45～70)℃。
3.设计条件：
锅炉参数：蒸发量75t/h ，出口蒸汽压力39MP 设计耗煤量：4.2t/h 排烟温度：?160 空气过剩系数：5.21=α 飞灰率=29%
烟气在锅炉出口前阻力：850Pa
设计煤成分：%2.63=Y C %3=Y H %6=Y O %1=Y N %8.0=Y S %14=Y A %12=Y W %18=Y V
污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度200m ，?90弯头40个。
4.设计计算
4.1计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度
4.1.1烟气量的计算
质量/g 摩尔数（原子）/mol 需氧量（分子）/mol 生成物（分子）/mol
C 632 632/12=52.67 52.67 52.7 H 30 30/1=30 15/2=7.5
15 O 60 60/16=3.75 S 8 8/32=0.25
0.25
0.25 A 140
理论需要量：
kg mol 2.4605.20.577.652=++
理论空气量：
kg m 344.621
100
10004.2242.60=??
实际烟气量：
()()kg m Q S 37.381000
.4
221812015.2144.61007944.61000
4.22152
5.07.52=?+-?+?
+?++=
标态下烟气流量：
h m Q Q S 341052.310002.437.8?=??=?=设计耗煤量
4.1.2烟气含尘浓度
33105.8437
.81000
1409.20m mg Q A C S Y ?=??=?=飞灰率
4.1.3 SO 2的浓度
331091.137
.81000
6425.02m mg C SO ?=??=
4.2除尘器的选择
4.2.1除尘效率
%88.9510
85.4200
113=?-=-
=C C S η 4.2.2除尘器的选择
工况下烟气流量：
()s m h m T T Q Q 3344.5151058.5273
1602731052.3=?=+??='='
所以采用脉冲袋式清灰除尘器。
4.3除尘器的设计
4.3.1过滤面积
34
9301
601058.560m v Q A =??='=
4.3.2滤袋的尺寸
单个滤袋直径：mm D 300~200=，取mm D 250=
单个滤袋长度：m L 12~2=，取m L 2.8= 滤布长径比一般为40~5，
2.8325
.02
.8==D L 4.3.3每条滤袋面积
344.62.825.014.3m DL a =??==π
4.3.4滤袋条数
条1444.14444
.6930≈===
a A n 4.3.5滤袋布置
按矩形布置：（A ）a.滤袋分4组;
b.每组36条；
c.组与组之间的距离：250mm （B ）组内相邻滤袋的间距：70mm （C ）滤袋与外壳的间距：210mm
4.4喷淋塔
4.4.1喷淋塔内流量计算
假设喷淋塔内平均温度为C 80 ，压力为120KPa ，则喷淋塔内烟气流量为：
式中：—喷淋塔内烟气流量，；
—标况下烟气流量，
；
K —除尘前漏气系数，0～0.1； 代入公式得：
4.4.2 喷淋塔径计算
依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数，可选择喷淋塔内烟气流速s m v 4=，则喷淋塔截面A 为：
285.444
4
.917m v Q A ===
则塔径d 为：
m A
d 39.214
.385
.4444=?=
=
π
取塔径mm D 2400= 4.4.3喷淋塔高度计算
喷淋塔可看做由三部分组成，分成为吸收区、除雾区和浆池。 (1) 吸收区高度
依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得，选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s ，则喷淋塔的吸收区高度为：
(2) 除雾区高度
()s m Q V 394.1706.0120
1324
.101273802735.15=+??+?=
除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(3.4～3.5)m 。
则取除雾区高度为：m H 5.32= (3) 浆池高度
浆池容量V 1按液气比浆液停留时间t 1确定：
式中：
G L —液气比，取318m L ； Q —标况下烟气量，h m 3；
t 1—浆液停留时间，s ；
一般t 1为min 8~min 4，本设计中取值为min 5，则浆池容积为：
34317.8360
5
1058.51018m V =?
???=- 选取浆池直径等于或略大于喷淋塔D 0，本设计中选取的浆料直径为D 05m ，然后再根据V 1计算浆池高度：
式中：h 0—浆池高度，m ； V 1—浆池容积，3m ； D 0—浆池直径，m 。
m h 26.4514.37
.8342
=??=
从浆池液面到烟气进口底边的高度为0.82m 。本设计中取为2m 。 (4) 喷淋塔高度 喷淋塔高度为：
m h H H H t 76.2326.45.31621=++=++=
4.4.4 新鲜浆料的确定
1mol 1mol
因为根据经验一般镁/硫为：1.05：1.1，此处设计取为1.05则由平衡计算可得1h 需消耗MGO 的量为：
31.050.514107350mol h ???=
735056
411.61000kg h
?=
5.烟囱设计计算
具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度，因此烟囱的有效高度为：
式中：H —烟囱的有效高度，m ； H s —烟囱的几何高度，m ； H ?—烟囱抬升高度，m 。
5.1 烟囱的几何高度的计算
查相关资料可得燃烧锅炉房烟囱最低允许高度设为H s 为60m 5.1.1 烟气释放热计算
式中：H Q —烟气热释放率，kw ；
a p —大气压力，取邻近气象站年平均值； v Q —实际排烟量，s m 3
s T —烟囱出口处的烟气温度，433K ； a T —环境大气温度，K ；
取环境大气温度a T =293K ，大气压力a p
=978.4kPa
()s m Q V 322.006.0120
1324
.1012731602735.15=+??+?
= kw Q H 83.2435433
140
224.97835.0=???=
5.1.2烟气抬升高度计算
由K T T kw Q kw s a H 35,210002100≥-<<，可得
式中：210,,n n n —系数，1n 取0.6，2n 取0.4，0n 取0.292，则：
则烟囱有效高度
5.1.3 烟囱直径的计算
设烟气在烟囱内的流速为s m v 20=，则烟囱平均截面积为：
21.120
.22m A ==
则烟囱的平均直径d 为：
m A
d 18.114
.31
.144=?=
=
π
取烟囱直径为DN1200mm ，校核流速v 得：
s m d Q v v 46.192.114.34
224
12
2=??=
=
π
5.2 烟囱阻力损失计算
烟囱亦采用钢管，其阻力可按下式计算：
（4-5）
式中：λ——摩擦阻力系数，无量纲；
v ——管内烟气平均流速，s m ；
ρ——烟气密度，3m kg ；
l ——管道长度，m ；
d ——管道直径，m ；
已知钢管的摩擦系数为0.02，所以烟囱的阻力损失为：
a m p P 1.4722
2.1748
.046.1920002.02=????=?
5.3 烟囱高度校核
假设吸收塔的吸收效率为：96%，可得排放烟气中二氧化硫的浓度为：
()334.761091.1%9612
m mg so =??-=ρ
二氧化硫排放的排放速率：
s g Q v v so so 68.10.224.7622=?=?=ρ
式中：
z y
ρρ—为一个常数，一般取1~.50，此处取0.7；
H —烟囱有效源高；
3
2
max 070.00.7072
.2.399414.368.12m mg =?????=
ρ 国家环境空气质量二级标准日平均2SO 的浓度为
33007.015.0m mg m mg >，则设计符合要求。
6. 管道系统设计计算
管道采用薄皮钢管，管内烟气流速为s m v o 15=，则管道直径d 为：
式中：Q ——烟气流量，
； o v ——烟气流速，
；
1.2——修正系数 代入相关值得：
结合实际情况，取为1260mm ，则实际烟气流速' v 为：
7.系统阻力的计算
7.1摩擦压力损失
取m L 200=，对于圆管
2
2
v d l P L ρλ=?
工作状态下的烟气密度：
3
/84.0160273273
34.1160273273m kg n
=+?=+=ρρ
a L p p 80.2962
92.1484.026.120002.02
=???=?
7.2局部压力损失
2
2
v P ρξ
=?
?90弯头，23.0=ξ
a p p 50.212
92.1484.023.02
=??=?
40个弯头
a p p p 86050.214040=?=?='?
出口前阻力为850Pa ，除尘器阻力选1400Pa ，脱硫设备阻力选100Pa
a p p 9.39788608.2961.4721001400850=+++++=?∑
8.风机的选择
8.1风量的计算
h m B tp Q Q y 343
34
31014.610
325.10110325.1012731602731052.31.110325.1012732731.1?=???+???=?+=8.2风压的计算
()()a
y y p y y p B t t S p H 94.364934
.1293
.110325.10110325.10125027316027353.1719.39782.1293.110325.1012732732.133
3=???++?
-?=?++-?∑=ρ
结合风机全压及送风量，选用C Y 6475--型离心引风机，其性能参数见表3。
表3 C Y 6475--型离心引风机性能参数 机号 功率
W K
转速
min /r
流量
h m /3
全压
Pa
6C
18.5 2850 8020~15129 3364~2452
电机的效率
式中；N e —电机功率，kW ；
Q —风机的总风量，m 3/h ；
1η--通风机全压效率，一般取0.5～0.7；
2η--机械传动效率，对于直联传动为0.95； β—电动机备用系数，对引风机，β=1.3； 代入数据得：
kw Ne 87.1499
.06.010*******.194.36491014.64=??????=
9.达标分析
9.1从从排放浓度核算
在排烟温度160℃下，SO 2的排放浓度33/1045.32m mg so ?=ρ，转换为烟囱出口温度25℃：
1122
12
T T P P ρρ=
则 ()
()()
33/9.5012298
160
2731045.3273
251602732
2m mg so so
=+??=++?='ρρ
设脱硫效率为95.88％，脱硫后：
()()353.2069.5012%8.8951%9612
2
m mg so so =?-='-=ρρ3700m mg <
依据大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行，烟尘最高排放标标准700mg/m 3，所以本设计符合排放要求。
9.2 从排放速率核算
（1） 二氧化硫的排放速率
设硫转化为二氧化硫的效率为95.88%，则二氧化硫的排放速率为： 0.9588×64×42000×0.25×0.8%×310-=5.15h kg /<200h kg /
其为GB16297-1996现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化硫最高允许排放速率，所以符合要求，设计合理。 （2）烟气的排放速率
可得出口浓度为：7.22310?×（1-99.9%）= 7.22mg/m 3<150 mg/m 3 检验烟气排放速率=总烟气量?烟气出口浓度
=h kg h kg h mg 10010.0106.5100.31052.344<=?=??
(h kg /100国标中二级排放区最高允许排放速率)，所以可得烟气排放速率也达标，所以设计合理。
9.3从落地浓度核算
地面最大浓度为：32
max 070.00.7072
.2.399414.368
.12m mg =?????=
ρ 本设计任务书中规定，污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中二类区新建排污项目执行。由锅炉大气污染物排放标准（摘自GB 13271—2001）可查出烟尘最高允许排放浓度为200mg/m 3，二氧化硫的最高允许排放浓度为3/900m mg 。
GB16297-1996现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化硫最高允许排放速率，比较得出排放浓度都不超标，因而设计合理，符合标准，所以该气体经处理后可以在国家2级标准下排放。
9.4总排放浓度核算
烟尘的总排放浓度（按每年300天计算）：
()h g h mg /166.2/2166300%9.9911022.73==?-??
国家规定的烟尘总排放浓度为h g /5.2，因为5.2166.2<，所以符合排放标准。
2SO 的总排放浓度（按每年300天计算）：
()h g h mg 6.231036.23009588
.0119104=?=?-? 国家规定二氧化硫的总排放浓度为h g /42，因为4223.6<，所以符合排放标准。
结束语：
这次大气污染控制工程课程设计主要设计燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统，虽然时间很短，但我从中学到了不少东西。课程设计是大学学习的一次综合性考核，是对我们所学知识的一次综合性考核，是我们走向社会前的一次实践。通过这次课程设计，我不仅进一步掌握了我所学的砖业知识，而更能从设计中认识到实际工程设计与自己所想要达到的效果差异，对我们以后的工作遇到的问题，对我们有很大的帮助。同时也感谢老师给我们这次设计机会。
附图
目录
1.袋式除尘器....................................... 错误！未定义书签。
1.1袋式除尘器的简介............................... 错误！未定义书签。
1.2袋式除尘器的清灰方式主要有..................... 错误！未定义书签。
1.3袋式除尘器的分类............................... 错误！未定义书签。
1.4袋式除尘器的优点............................... 错误！未定义书签。
2.湿式石灰脱硫..................................... 错误！未定义书签。
2.1石灰石——石膏法脱硫工艺原理及流程............. 错误！未定义书签。
2.2脱硫效率的主要影响因素 (1)
2.1.1吸收塔洗涤浆液的PH (1)
2.1.2液气比 (1)
2.1.3烟气流速和烟气温度 (1)
3.设计条件： (1)
4.设计计算 (2)
4.1计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度 (2)
4.1.1烟气量的计算 (2)
4.1.2烟气含尘浓度 (2)
4.1.3 SO2的浓度 (2)
4.2除尘器的选择 (3)
4.2.1除尘效率 (3)
4.2.2除尘器的选择 (3)
4.3除尘器的设计 (3)
4.3.1过滤面积 (3)
4.3.2滤袋的尺寸 (3)
4.3.3每条滤袋面积 (3)
4.3.4滤袋条数 (3)
4.3.5滤袋布置 (3)
4.4喷淋塔 (3)
4.4.1喷淋塔内流量计算 (4)
4.4.2 喷淋塔径计算 (4)
4.4.3喷淋塔高度计算 (4)
4.4.4 新鲜浆料的确定 (5)
5.烟囱设计计算 (6)
5.1 烟囱的几何高度的计算 (6)
5.1.1 烟气释放热计算 (6)
5.1.2烟气抬升高度计算 (7)
5.1.3 烟囱直径的计算 (7)
5.2 烟囱阻力损失计算 (7)
5.3 烟囱高度校核 (8)
6. 管道系统设计计算 (9)
7.系统阻力的计算 (9)
7.1摩擦压力损失 (9)
7.2局部压力损失 (9)
8.风机的选择 (10)
8.1风量的计算 (10)
8.2风压的计算 (10)
9.达标分析 (11)
9.1从从排放浓度核算 (11)
9.2 从排放速率核算 (11)
9.3从落地浓度核算 (12)
9.4总排放浓度核算 (12)
参考文献........................................... 错误！未定义书签。结束语：.. (14)
附图 (15)
4.2废气处理工艺选择 综上比较可知，几种主要的湿法除硫的比较可知：双碱法不仅脱硫效率高（>95%），吸收剂利用率高（>90%）、能适应高浓度SO2烟气条件、钙硫比低（一般<1.05）、采用的吸收剂价廉易得、管理方便、能耗低、运行成本低，不产生二次污染，所以本次设计采用双碱法进行脱硫。 4.2.2 工艺说明 脱硫工艺原理： 干燥塔废气经洗涤塔进行降温后，进入旋风除尘器除尘，然后进入双碱法脱硫除尘系统，双碱法脱硫除尘系统采用NaOH作为脱硫吸收剂，将脱硫剂经泵打入脱硫塔与烟气充分接触，使烟气中的二氧化硫与脱硫剂中的NaOH进行反应生成Na2SO3，从脱硫塔排出的脱硫废水主要成分是Na2SO3溶液，Na2SO3溶液与石灰反应，生成CaSO3和NaOH，CaSO3经过氧化，生成CaSO4沉渣，经过沉淀池沉淀，沉淀池内清液送入上清池，沉渣经板框压滤机进一步浓缩、脱水后制成泥饼送至煤灰场，滤液回收至上清池，返回到脱硫塔/收集池重新利用，脱硫效率可达95%以上。 工艺过程分为三个部分： 1石灰熟化工艺： 生石灰干粉由罐车直接运送到厂内，送入粉仓。在粉仓下部经给料机直接供熟化池。为便于粉仓内的生石灰粉给料通畅，在粉仓底部设有气化风装置和螺旋输送机，均匀地将生石灰送入熟化池内，同时按一定比例加水并搅拌配制成一定浓度的Ca(OH)2浆液，送入置换池。 配制浆液和溶液量通过浓度计检测。 2吸收、再生工艺： 脱硫塔内循环池中的NaOH溶液经过循环泵，从脱硫塔的上部喷下，以雾状液滴与烟气中的SO2充分反应，生成Na2SO3溶液，在塔内循环，当PH值降低到一定程度时，将循环液打入收集池，在置换池内与Ca(OH)2反应，生成CaSO3浆液。将浆液送入氧化池氧化，生成CaSO4沉渣，送入沉淀池。向置换池中加Ca(OH)2和NaOH都是通过PH 计测定PH值后加入碱液，脱硫工艺要求的PH值为9~11。 3废液处理系统：
目录 1.设计任务书 (2) 1.1 设计题目 (2) 1.2 设计内容 (2) 1.3 主要设计参数 (3) 2.脱硫工艺的选择与工艺流程简介 (3) 2.1 脱硫工艺的选择 (3) 2.2 工艺流程简介 (4) 3. 工艺流程中主要发生的化学反应 (5) 4. 脱硫塔设计 (6) 4.1 物料衡算 (6) 4.1.1 入塔的煤气质量 (6) 4.1.2 出塔煤气的变化量 (8) 4.1.3 m3的计算 (12) 4.1.4 m4的计算 (12) 4.1.5 脱硫塔的液气比 (12) 4.2 热量衡算 (12) 4.2.1 入塔脱硫煤气带入的热量 (12) 4.2.2 出脱硫塔的煤气带走的热量 (13) 4.2.3 脱硫过程中发生的熔解热和反应热 (14) 4.2.4 总的热量衡算 (15) 4.3 设备计算 (15) 4.3.1 选择填料 (15) 4.3.2 塔径的计算 (16) 4.3.3 传质面积和填料高度 (17) 5.脱硫塔工艺设计结果表 (18) 5.1 总表 (18) 5.2 煤气入塔物质汇总表 (19) 5.3 出塔物质汇总表 (20) 5.4 其他数据 (20) 6.设计小结 (20) 7.参考文献 (23)
1. 设计任务书 1.1 设计题目 干煤气量为 40000Nm 3/h 的炼焦煤气的脱硫的工艺计算。 入口煤气 出口煤气 温度/℃ 34 36 压力（表压）/Pa 17000 15000 煤气中S H 2含量/g/Nm 3 99.5 1.0 入口煤气中杂质的含量： 组分 焦油 苯 S H 2 HCN 3NH 萘 水汽 含量/g/Nm 3 微量 28.45 5.99 1.57 8.37 0.4 23.97 剩余氨水：12470Kg/h ，t=75℃，P=0.45MPa ，氨的质量分数10%。 1.2 设计内容 （1）脱硫工艺的选择与工艺流程介绍； （2）脱硫塔的物料衡算； （3）脱硫塔的工艺尺寸计算； 3NH S H 2 2CO HCN 挥发氨 24Kg/h 97%3NH 0.18g/L 1.3g/L 0.04g/L 固定氨 18Kg/h 90%3NH
1)由于烟气设计资料,常常会以不同的基准重复出现多次,(如:干基\湿基,标态\实际态，6%O2\实际O2等)，开始计算前一定要核算统一，如出现矛盾，必须找出正确的一组数据，避免原始数据代错。 常用折算公式如下： 烟气量（dry）＝烟气量（wet）×(1-烟气含水量%) 实际态烟气量＝标态烟气量×气压修正系数×温度修正系数 烟气量（6%O2）＝（21－烟气含氧量）/（21－6％） SO2浓度（6%O2）＝（21－6％）/（21－烟气含氧量） SO2浓度（mg/Nm3）=SO2浓度（ppm）×2.857 物料平衡计算 1）吸收塔出口烟气量G2 G2＝(G1×（1－mw1）×(P2/(P2-Pw2))×（1－mw2）＋G3×（1－0.21/K）)×(P2/(P2-Pw2)) G1:吸收塔入口烟气流量 mw1:入口烟气含湿率 P2：烟气压力 Pw2：饱和烟气的水蒸气分压 说明：Pw2为绝热饱和温度下的水蒸气分压，该值是根据热平衡计算的反应温度，由烟气湿度表查得。（计算步骤见热平衡计算） 2）氧化空气量的计算 根据经验，当烟气中含氧量为6％以上时，在吸收塔喷淋区域的氧化率为50－60％。采用氧枪式氧化分布技术，在浆池中氧化空气利用率ηo2=25－30％，因此，浆池内的需要的理论氧气量为： S=(G1×q1-G2×q2)×(1-0.6)/2/22.41 所需空气流量Qreq Qreq=S×22.4/(0.21×0.3) G3＝Qreq×K G3：实际空气供应量 K：根据浆液溶解盐的多少根据经验来确定，一般在2.0-3左右。 3）石灰石消耗量计算 W1=100×qs×ηs W1:石灰石消耗量 qs：:入口SO2流量 ηs:脱硫效率 4）吸收塔排出的石膏浆液量计算 W2=172××qs×ηs/Ss W2:石膏浆液量 Ss:石膏浆液固含量 5）脱水石膏产量的计算 W3=172××qs×ηs/Sg W3:石膏浆液量 Sg:脱水石膏固含量（1－石膏含水量） 6）滤液水量的计算 W4=W3-W2 W3:滤液水量 7）工艺水消耗量的计算 W5=18×(G4-G1-G3×(1-0.21/K))+W3×(1-Sg)+36×qs×ηs +WWT 蒸发水量石膏表面水石膏结晶水排放废水
脱硫相关工艺了解及计算公式详解 钠碱法脱硫工艺： 采用氢氧化钠(NaOH，又名烧碱，片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱，块碱)。 1.1.NaOH 反应方程式： 2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于9) Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5 当PH 值在5-9 时，亚硫酸钠和SO2反应生成亚硫酸氢钠。 >>>> 1.2.Na2CO3反应方程式： Na2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2↑(PH 值大于9) Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5 当PH 值在5-9 时，亚硫酸钠和SO2反应生成亚硫酸氢钠。 2双碱法脱硫工艺： >>>> 2.1.脱硫过程： Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑ 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 用碳酸钠启动 用氢氧化钠启动 2 种碱和SO2反应都生成亚硫酸钠 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (5 当PH 值在5-9 时，亚硫酸钠和SO2反应生成亚硫酸氢钠。 >>>>
2.2.再生过程： CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙) Ca(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3↓ (亚硫酸钙)+2H2O Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓ 氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。 3煤初始排放浓度： 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℃。>>>> 3.1.烟气量： 按1kg 煤产生16～20m3/h 烟气量，=500×20= 10000m3/h >>>> 3.2.SO2初始排放量： =耗煤量t/h×煤含硫量%×1600(系数) =0.5×0.01×1600= 8kg/h 也可以计算：= 2×含硫量×耗煤量×硫转化率80% = 2×0.01×500×0.8=8kg/h >>>> 3.3.计算标态烟气量： =工况烟气量×【273÷(273+150 烟气温度)】 =10000×0.645=6450Nm3/h 已知标况烟气量和烟气温度，计算其工况烟气量： =标况烟气量×【(273+150 烟气温度)÷273】 =6450×1.55=10000 m3/h
烟气脱硫设计计算 1?130t/h循环流化床锅炉烟气脱硫方案 主要参数：燃煤含S量1.5% 工况满负荷烟气量285000m3/h 引风机量1台，压力满足FGD系统需求 要求：采用氧化镁湿法脱硫工艺（在方案中列出计算过程） 出口SO2含量?200mg/Nm3 第一章方案选择 1、氧化镁法脱硫法的原理 锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段，冷却至适合的温度后进入吸收塔，往上与逆向流下的吸收浆液反应， 氧化镁法脱硫法 脱去烟气中的硫份。吸收塔顶部安装有除雾器，用以除去净烟气中携带的细小雾滴。净烟气经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上，会导致除雾器堵塞、系统压损增大，需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。 吸收过程 吸收过程发生的主要反应如下： Mg(OH)2 + SO2 → MgSO3 + H2O MgSO3 + SO2 + H2O → Mg(HS O3)2 Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2 → 2MgSO3 + 2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要为氧化、循环过程。
氧化过程 由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气，使得造成化学需氧量的MgSO3氧化成MgSO4。这个阶段化学反应如下： MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 Mg(HSO3)2 + 1/2O2 → MgSO4 + H2SO3 H2SO3 + Mg(OH)2 → MgSO3 + 2H2O MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 循环过程 是将落入塔底的吸收液经浆液循环泵重新输送至吸收塔上部吸收区。塔底吸收液pH由自动喷注的20 %氢氧化镁浆液调整，而且与酸碱计连锁控制。当塔底浆液pH低于设定值时，氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底，在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀，至pH达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液。20 %氢氧化镁溶液由氧化镁粉加热水熟化产生，或直接使用氢氧化镁，因为氧化镁粉不纯，而且氢氧化镁溶解度很低，就使得熟化后的浆液非常易于沉积，因此搅拌机与氢氧化镁溶液输送泵必须连续运转，避免管线与吸收塔底部产生沉淀。 镁法脱硫优点 技术成熟 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 原料来源充足 在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、、、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。 脱硫效率高
石灰石 - 石膏湿法脱硫系统 设计 （内部资料） 编制: x xxxx 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→ CO 2+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
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,特别就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。无论就是含硫量大于3％的高硫燃料,还就是含硫量小于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％,就是很好的建材原料。 (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(中与) 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)其她污染物
目录 1 处理烟气量计算 (3) 2 烟气道设计 (3) 3吸收塔塔径设计 (3) 4 吸收塔塔高设计 (3) 5 浆液浓度的确定 (5) 6 喷淋区的设计 (5) 7 除雾器的设计 (7) 8 氧化风机与氧化空气喷管 (9) 9 塔内浆液搅拌设备 (9) 10 排污口及防溢流管 (9) 11 附属物设计 (10) 12 防腐 (10)
脱硫塔的结构设计，包括储浆段、烟气入口、喷淋层、烟气出口、喷淋层间距、喷淋层与除雾器和脱硫塔入口的距离、喷喷嘴特性（角度、流量、粒径分布等）、喷嘴数量和喷嘴方位的设计 烟道设计 塔体设计： 脱硫塔上主要的人孔、安装孔管道孔：除雾器安装孔，每级至少一个；喷淋浆液管道安装孔，至少一个；脱硫塔底部清渣孔，至少一个；烟气入口烟道设置一人孔，以便大修时清理烟道可能的积垢。 脱硫塔上主要的管孔：循环泵浆液管道入口，一般为3个；液位计接口，一般为2～3个，石膏浆液排出口1～2个；排污口1个；溢流口1个；滤液返回口1个；事故罐浆液返回口1个；地坑浆液返回1个；搅拌机接口2～6个；差压计接口2～4个。 储液区：一般塔底液面高度h1=6m～15m； 喷淋区：最低喷淋层距入口顶端高度h2＝1.2～4m；最高喷淋层距入口顶端高度h3≥vt，v为空塔速度，m/s，t为时间，s，一般取t≥1.0s；喷淋层之间的间距h4≥1.5～2.5m； 除雾区：除雾器离最近（最高层）喷淋层距离应≥1.2m，当最高层喷淋层采用双向喷嘴时，该距离应≥3m；除雾器离塔出口烟道下沿距离应≥1m； 喷淋泵 喷淋头 曝气泵
1 处理烟气量计算 得到锅炉烟气量，根据实际的气体温度转化成当时的处理烟气量。根据燃料的属性计算出烟气中SO2的含量，并根据国家相关环保标准以及甲方的要求确定烟气排放SO2的含量，并计算脱硫效率 2 烟气道设计 进气烟道中的气速一般为13m/s，排气烟道中的气速一般为11m/s，由此算出截面积，烟道截面一般为矩形，自行选取长宽。 3吸收塔塔径设计 直径由工艺处理烟气量及其流速而定。根据国内外多年的运行经验，石灰法烟气脱硫的典型操作条件下，吸收塔内烟气的流速应控制在u＜4.0m/s为宜。(一般配30万kW机组直径为Φ13m～Φ14m，5万kW机组直径约为Φ6m～Φ7m)。 喷淋塔塔径D： 则喷淋塔截面面积 将D代入反算出实际气流速度u`： 4 吸收塔塔高设计 4.1 浆液高(h1) 由工艺专业根据液气比需要的浆液循环量及吸收SO2后的浆液在池内逐步氧化反应成石膏浆液所需停留时间而定，一个是停留时间大于4.5min 4.2 烟气进口底部至浆液面距离(c) 一般定为800mm～1200mm范围为宜。考虑浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位有所波动；入口烟气温度较高、浆液温度较低可对进口管底部有些降温影响；加之该区间需接进料接管， 4.3 烟气进出口高度
1) 由于烟气设计资料,常常会以不同的基准重复出现多次,(如:干基湿基,标态实际态，实际O2 等)，开始计算前一定要核 算统一，如出现矛盾，必须找出正确的一组数据，避免原始数据代错。 常用折算公式如下： 烟气量(dry)=烟气量(wet) >(1-烟气含水量％) 实际态烟气量=标态烟气量>气压修正系数x温度修正系数 烟气量(6%02) = ( 21-烟气含氧量)/ ( 21 -6%) S02 浓度(6%02 ) = ( 21 - 6%) / (21 -烟气含氧量) S02 浓度( mg/Nm3 ) =S02 浓度( ppm) x2.857 物料平衡计算 1 )吸收塔出口烟气量G2 G2= (G1 x (1 - mw1) X(P2/(P2-Pw2)) (X —mw2 )+ G3X (1- 0.21/K) ) >(P2/(P2-Pw2)) G1: 吸收塔入口烟气流量 mw1: 入口烟气含湿率 P2:烟气压力 Pw2 :饱和烟气的水蒸气分压 说明: Pw2 为绝热饱和温度下的水蒸气分压，该值是根据热平衡计算的反应温度，由烟气湿度表查得。(计算步骤见热平衡计 算) 2) 氧化空气量的计算 根据经验，当烟气中含氧量为6%以上时，在吸收塔喷淋区域的氧化率为50 - 60 %。采用氧枪式氧化分布技术，在浆池中氧化 空气利用率n 02=25-30%,因此，浆池内的需要的理论氧气量为： S=(G1 x q1-G2 x q2) x(1-0.6)/2/22.41 所需空气流量Qreq Qreq=S x22.4/(0.21 0.x3) G3= Qreq >K G3:实际空气供应量 K :根据浆液溶解盐的多少根据经验来确定，一般在 2.0-3左右。 3) 石灰石消耗量计算 W1=100x qs xns W1: 石灰石消耗量 qs: :入口S02 流量 n S兑硫效率 4) 吸收塔排出的石膏浆液量计算 W2=172xx qs xn s/Ss W2:石膏浆液量 Ss石膏浆液固含量 5) 脱水石膏产量的计算 W3=172xx qs xn s/Sg W3: 石膏浆液量 Sg:脱水石膏固含量(1-石膏含水量) 6) 滤液水量的计算 W4=W3-W2 W3: 滤液水量 7) 工艺水消耗量的计算 W5=18x (G4-G1-G3 x(1-0.21/K))+W3 (1x-Sg)+36x qs x n+W s WT
烟气脱硫设计计算 1130t/h 循环流化床锅炉烟气脱硫方案 主要参数：燃煤含 S 量1.5% 工况满负荷烟气量285000m3/h 引风机量 1台，压力满足 FGD 系统需求 要求：采用氧化镁湿法脱硫工艺（在方案中列出计算过程） 出口 SO2含量200mg/Nm 3 第一章方案选择 1、氧化镁法脱硫法的原理 锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段，冷却至适合的温度后进入吸收塔，往上与逆向流下的吸收浆液反应， 氧化镁法脱硫法 脱去烟气中的硫份。吸收塔顶部安装有除雾器，用以除去净烟气中携带的细小雾滴。净烟气 经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上，会导致除雾器堵塞、系统压损增大，需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。 吸收过程 吸收过程发生的主要反应如下： Mg(OH)2 + SO2→ MgSO3 + H2O MgSO3 + SO2 + H2O→ Mg(HSO3)2 Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2→ 2MgSO3 + 2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要为氧化、循环过程。
氧化过程 由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气，使得造成化学需氧量的MgSO3 氧化成 MgSO4 。这个阶段化学反应如下： MgSO3 + 1/2O2→ MgSO4 Mg(HSO3)2 + 1/2O2→ MgSO4 + H2SO3 H2SO3 + Mg(OH)2→ MgSO3 + 2H2O MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 循环过程 是将落入塔底的吸收液经浆液循环泵重新输送至吸收塔上部吸收区。塔底吸收液pH 由自动喷注的20 %氢氧化镁浆液调整，而且与酸碱计连锁控制。当塔底浆液pH 低于设定值时，氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底，在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀， 至 pH 达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液。20 %氢氧化镁溶液由氧化镁粉加热水熟化产 生，或直接使用氢氧化镁，因为氧化镁粉不纯，而且氢氧化镁溶解度很低，就使得熟化后的浆液非常易于沉积，因此搅拌机与氢氧化镁溶液输送泵必须连续运转，避免管线与吸收塔底 部产生沉淀。 镁法脱硫优点 技术成熟 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有 非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100 多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 原料来源充足 在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160 亿吨 ,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃 肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。 脱硫效率高
湿法脱硫系统物料平衡 一、计算基础数据 （1）待处理烟气 烟气量：1234496Nm3/h（wet）、1176998 Nm3/h（dry） 烟气温度：114℃ 烟气中SO2浓度：3600mg/Nm3 烟气组成： 组分分子量V ol% mg/Nm3 SO264.06 0.113 3600（6%O2） O232 7.56(dry) H2O 18.02 4.66 CO244.01 12.28(dry) N228.02 80.01(dry) 飞灰200 石灰石浓度：96.05% 二、平衡计算 （1）原烟气组成计算 组分V ol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2） 3797 59.33 O27.208 127116 3972.38 H2O 4.66 46214 2564.59 CO211.708 283909 6452.48 N276.283 1177145 42042.89 飞灰200（dry）235 合计1638416 55091.67 平均分子量（0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×2 8.02）/100=29.74 平均密度 1.327kg/m3
（2）烟气量计算 1、①→②（增压风机出口→ GGH出口）： 取GGH的泄漏率为0.5%，则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h×（1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h 泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。 温度为70℃。 组分V ol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2） 3778 59.03 O27.208 126480 3952.52 H2O 4.66 45983 2551.78 CO211.708 282489 6420.22 N276.283 1171259 41832.68 飞灰200 234 合计1630224 54816.21 2、⑥→⑦（氧化空气）： 假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×（1-95.7%）=163 kg/h，二氧化硫脱除量=（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。 取O/S=4 需空气量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86（空气分子量）=15499.60kg/h，约12000Nm3/h。 其中氧气量为537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h 氮气量为537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。 氧化空气进口温度为20℃，进塔温度为80℃。 3、②→③（GGH出口→脱硫塔出口）： 烟气蒸发水量计算： 1）假设烟气进塔温度为70℃，在塔内得到充分换热，出口温度为40℃。由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃，Cp （40℃） =0.2520 kcal/kg.℃。 Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528 kcal/kg.℃ 氧化空气进口温度为80℃，其比热约为0.2452 kcal/kg.℃，Cp（40℃）
氨法脱硫计算过程 风量（标态）：，烟气排气温度：168℃： 工况下烟气量： 还有约5%的水份 如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa，出口压力约-200Pa，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔 （1）塔径及底面积计算： 塔内烟气流速：取 D=2r=6.332m 即塔径为6.332米，取最大值为6.5米。 底面积S=πr2=3.14×3.252=33.17m2 塔径设定时一般为一个整数，如6.5m，另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。 （2）脱硫泵流量计算： 液气比根据相关资料及规范取L/G= 1.4（如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大，如1.5。） ①循环水泵流量： 由于烟气中SO2较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计安装1台脱硫泵，476÷4=119m3/h，泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。裕量为： 119×20%=23.8 m3/h, 泵总流量为：23.8+119=142.8m3/h， 参考相关资料取泵流量为140 m3/h。配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。 （3）吸收区高度计算 吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。 2.5米×4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为 3.7米-3.8米进行设计。吸收区总高度为13.7米-13.8米。
（4）浓缩段高度计算 浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2.5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3.23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2.48米。总高为10.71米。 （5）除雾段高度计算 除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(4.13)m 。冲洗水距离2.5米，填料层与冲洗水管距离为2.5米，上层除雾至塔顶距离1.9米。 除雾区总高度为： 如果脱硫塔设计为烟塔一体设备，在脱硫塔顶部需安装一段锥体段，此段高度为 1.65米，也可更高一些。 （6）烟囱高度设计 具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。但是，高度设计必须看当地气候情况以及设备建在什么位置，如果远离市区，且周围没有敏感源，高度可与塔体一并进行考虑。一般烟塔总高度可选60-80米。 （7）氧化段高度设计 氧化段主要是对脱硫液中亚硫酸盐进行氧化，此段主要以计算氧化段氧化时间。 （8）氧化风量设计 1、需氧量A （kg/h ）=氧化倍率×0.25×需脱除SO 2量（kg/h ）氧化倍率一般取1.5---2 2、氧化空气量（m 3/h ）=A ÷23.15%（空气中氧含量）÷（1-空气中水分1%÷100）÷空气密度1.29 （9）需氨量（T/h ）根据进口烟气状态、要求脱硫效率，初步计算氨水的用量。 式中： W 氨水——氨水用量，t/h C SO2——进口烟气SO 2浓度，mg/Nm 3 V 0——进口烟气量，Nm 3/h η——要求脱硫效率 C 氨水——氨水质量百分比 （10）硫铵产量（T/h ） W3=W1×2 ×132/17。W3:硫胺产量，132为硫胺分子量，17为氨分子量
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。
2.2脱硫效率的主要影响因素 湿式烟气脱硫工艺中，吸收塔循环浆液的pH 值、液气比、烟气速度、烟气温度等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。 2.1.1吸收塔洗涤浆液的PH 吸收塔洗涤浆液中pH 值的高低直接影响SO 2 的吸收率及设备的结垢、腐蚀程度等, 而且脱硫过程的pH 值是在一定范围内变化的。长期的研究和工程实践表明,湿法烟气脱硫的工艺系统一般要求洗涤浆液的P H 值控制在4.5 ～5.5之 间。 2.1.2液气比 氧化镁法喷淋塔的液气比一般在(15～25)L/m 3。取L/G ＝18L/m 3，则： 液体用量h L Q L 541034.61052.31818?=??== 2.1.3烟气流速和烟气温度 目前, 将吸收塔内烟气流速控制在(2.6～3.5)m/s 较合理,典型值为3m/s 。 则吸收塔的截面积为：24 40.33600 31067.3m V Q A =??= = 低洗涤温度有利于SO 2 的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在100℃以下。100℃左右的原烟气进入吸收塔后, 经过多级喷淋层的洗涤降温, 到吸收塔出口时温度一般为(45～70)℃。 3.设计条件： 锅炉参数：蒸发量75t/h ，出口蒸汽压力39MP 设计耗煤量：4.2t/h 排烟温度：?160 空气过剩系数：5.21=α 飞灰率=29% 烟气在锅炉出口前阻力：850Pa 设计煤成分：%2.63=Y C %3=Y H %6=Y O %1=Y N %8.0=Y S %14=Y A %12=Y W %18=Y V
污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度200m ，?90弯头40个。 4.设计计算 4.1计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度 4.1.1烟气量的计算 质量/g 摩尔数（原子）/mol 需氧量（分子）/mol 生成物（分子）/mol C 632 632/12=52.67 52.67 52.7 H 30 30/1=30 15/2=7.5 15 O 60 60/16=3.75 S 8 8/32=0.25 0.25 0.25 A 140 理论需要量： kg mol 2.4605.20.577.652=++ 理论空气量： kg m 344.621 100 10004.2242.60=?? 实际烟气量： ()()kg m Q S 37.381000 .4 221812015.2144.61007944.61000 4.22152 5.07.52=?+-?+? +?++= 标态下烟气流量： h m Q Q S 341052.310002.437.8?=??=?=设计耗煤量 4.1.2烟气含尘浓度 33105.8437 .81000 1409.20m mg Q A C S Y ?=??=?=飞灰率 4.1.3 SO 2的浓度 331091.137 .81000 6425.02m mg C SO ?=??=
1、 筒体壁厚计算（所选材料为Q235B ）。 筒体承受内压 []c t c p D p i -?=φσδ2 式中 δ：计算厚度 mm c p ：计算压力 157.6a MP φ：焊接接头系数 φ=0.85 []t σ：设计温度下的材料许用应力157.6a MP ，在工作压力下材料的许用应力为 157.6a MP i D ：筒体内径 3000mm 工作压力Pw=1010.353毫米汞柱=1010.353×13.6×9.8=0.135MPa ，所以设计压力P=1.1Pw=0.1485MPa ，Pc=P=0.1485MPa []mm p D p c t c i 07.2.148505.806.157230001485.02=-???=-?=φσδ 由《塔器设计技术规定》中有关规定，mm 6.51000/22800m in =?=δ，所以 mm 6.5=δ。 负偏差 mm C 8.01= 腐蚀裕量 mm C 22= 名义厚度为mm C C n 4.821=++=δδ，做塔设备时综合考虑取mm n 12=δ. 2、塔顶处封头壁厚计算（所选材料为Q235B ） 选用半顶角为α=45°的折边锥型封头，由公式 []αcos 12c c t c p D p -=φσδ 式中 Dc —锥壳计算内直径，mm δ—锥壳计算厚度，mm α—锥壳半顶角，（°）。 mm 03.245cos 1 1485.05.806.15723000 1485.0=??-???=δ 因mm 6.5m in =δ，所以mm 6.5=δ。
名义厚度为mm C C n 4.821=++=δδ，选取锥形封头壁厚与筒体的壁厚相同， mm n 12=δ，由《化工设备机械基础》表8-30查得，公称直径为2800mm 的折边锥形封头， H=0.562×2800=1573.6mm ，直边高度为mm h 25=。 3、各管管径的计算 1）半水煤气进口 u ：半水煤气流速，取u =14 m/s Vs ：半水煤气流量，Vs=16866.57 m 3/h m u d i 65.01414.3360057 .1686643600Vs 4=???=???==∴π 管子规格：φ720×8mm 管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN700-0.6 RF 2）半水煤气出口 u ：半水煤气流速，取u =13 m/s Vs ：半水煤气流量，Vs=16866.57 m 3/h m u d i 68.01314.3360057 .1686643600Vs 4=???=???==∴π 管子规格：φ720×8mm 管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN700-0.6 RF 3）人孔的设计 由《化工设备设计全书》中关于人孔的有关规定，选取人孔公称直径DN=500mm ，公称压力PN=1.0 外伸接管规格：φ530×8mm 管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN500-1.0 RF 人孔手柄：选用φ20mm 圆钢 4）脱硫液进口 u ：脱硫液流速，取u =1m/s V h ：脱硫液流量，V h =333m 3/h m u d i 343.0114.33600333 43600Vh 4=???=???==∴π 管子规格：φ400×4mm 管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN400-0.6 RF 5）脱硫液出口 u ：脱硫液流速，取u =1 m/s
脱硫计算公式比较全
湿法脱硫系统物料平衡 一、计算基础数据 （1）待处理烟气 烟气量：1234496Nm3/h（wet）、1176998 Nm3/h（dry） 烟气温度：114℃ 烟气中SO2浓度：3600mg/Nm3 烟气组成： 组分分子量Vol% mg/Nm3 SO264.06 0.113 3600（6%O2） O232 7.56(dry) H2O 18.02 4.66 CO244.01 12.28(dry) N228.02 80.01(dry) 飞灰200 石灰石浓度：96.05% 二、平衡计算 （1）原烟气组成计算 组分Vol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2） 3797 59.33 O27.208 127116 3972.38 H2O 4.66 46214 2564.59 CO211.708 283909 6452.48 N276.283 1177145 42042.89 飞灰200（dry）235 合计1638416 55091.67 平均分子量（0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×2 8.02）/100=29.74 平均密度 1.327kg/m3
（2）烟气量计算 1、①→②（增压风机出口→ GGH出口）： 取GGH的泄漏率为0.5%，则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h× （1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h 泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。 温度为70℃。 组分Vol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 （7.56%O2） 3778 59.03 O27.208 126480 3952.52 H2O 4.66 45983 2551.78 CO211.708 282489 6420.22 N276.283 1171259 41832.68 飞灰200 234 合计1630224 54816.21 2、⑥→⑦（氧化空气）： 假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×（1-95.7%）=163 kg/h，二氧化硫脱除量=（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。 取O/S=4 需空气量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86（空气分子量）=15499.60kg/h，约12000Nm3/h。 其中氧气量为537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h 氮气量为537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。 氧化空气进口温度为20℃，进塔温度为80℃。 3、②→③（GGH出口→脱硫塔出口）： 烟气蒸发水量计算： 1）假设烟气进塔温度为70℃，在塔内得到充分换热，出口温度为40℃。由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃，Cp （40℃） =0.2520 kcal/kg.℃。 Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528 kcal/kg.℃
烟气脱硫塔设计 一、塔的总体布置 烟气量按220000m3/h，进口SO2为3000mg/m3，脱硫后≤200mg/m3 1、塔径确定： 对于逆流型喷淋塔，烟气流速为3-4.5m/s，按3.5m/s计算 脱硫塔内操作温度为50度，烟气流量校正为： 220000*（273+50）/（273+20）=242525.6m3/h 塔径为 （242525.6/3600/3.5/0.785）1/2=4.95m 塔径取：5m 烟气流速校正为：3.43m/s 2、吸收区高度 吸收区高度h1一般指烟气进口水平中心线到喷淋层中心线的距离。 容积吸收率的定义为：含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔，塔内喷淋浆液将烟气中的SO2浓度降低到符合排放标准的程度，将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均计算到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷—平均容积吸收率。 经验值：容积吸收率为5.6-6.5 kg/(m3.h），取6 吸收区高度： h=1.5*220000*0.003/（5*5*0.785）/6=8.4m 取：m 在吸收区，喷淋层布置一般为2-6层，层间距0.8-2m。 本设计方案喷淋层设为4层，层间距2m。 3、烟气进口高度： 根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且烟道呈正方形 进口流速取：15m/s 进口烟气温度按130°，烟气流量校正： 220000*（273+130）/（273+20）=302594m3/h 烟气进出口宽度占塔内径的60%~90%。本设计取入口宽度为内径的60%， L=5000*0.6=3000 进口高度： 302594/3600/15/3=2m 4、烟气出口直径： 出口流速取：15m/s 出口烟气温度按50°，烟气流量校正：242525.6m3/h 出口直径： （242525.6/3600/15/0.785）1/2=2.4m 5、塔底储浆量、高度确定