石灰石-石膏湿法脱硫系统的设计计算解析

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。

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。

脱硫工艺及其计算公式全解析脱硫工艺是指将燃煤产生的二氧化硫（SO2）转化为无害的化合物或直接去除其SO2的工艺，主要应用于电力、冶金、化工等行业中。

常见的脱硫工艺包括湿法脱硫和干法脱硫。

湿法脱硫是通过将煤中的SO2与吸收剂接触反应，将SO2转化为硫酸或硫酸盐。

干法脱硫是通过使用吸附剂或催化剂直接吸附或催化氧化SO2，使其转化为硫酸或硫酸盐。

下面给出了湿法脱硫工艺中常见的石灰石-石膏脱硫工艺的计算公式：1.石灰石的消耗量计算公式：石灰石消耗量=SO2排放量/石灰石中CaO的质量分数*石灰石的可用率其中，SO2排放量为燃煤所产生的SO2排放量，石灰石中CaO的质量分数为石灰石中CaO的含量，石灰石的可用率为石灰石转化为CaO的效率。

2.石灰石浆液制备量计算公式：石灰石浆液制备量=SO2排放量/[石灰石中CaO的质量分数*石灰石的可用率*石灰石的浆液中CaO的浓度]其中，石灰石中CaO的质量分数、石灰石的可用率同上述公式，石灰石的浆液中CaO的浓度为石灰石浆液中CaO的含量。

3.石灰石浆液的回收量计算公式：石灰石浆液的回收量=石灰石浆液制备量-石灰石溶液中CaO的消耗量其中，石灰石溶液中CaO的消耗量为CaO在反应过程中的消耗量。

4.石膏产量计算公式：石膏产量=SO2排放量/[石膏中CaSO4的质量分数*石膏中CaSO4的可用率]其中，石膏中CaSO4的质量分数为石膏中CaSO4的含量，石膏中CaSO4的可用率为石膏转化为CaSO4的效率。

需要注意的是，以上公式中的各项参数需要实际运行的数据进行计算，并且不同的脱硫工艺可能存在不同的计算公式。

此外，脱硫工艺还涉及到反应温度、压力、吸收剂浓度等因素的影响，这些因素也需要考虑在内。

因此，在实际应用中，需要结合具体情况和工艺要求进行合理计算和调整。

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‎湿法脱硫物‎料衡算首先，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Pas‎。

3 由H as＝0.622Pa‎s/（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Tas‎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G‎G H 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。

石灰石石膏湿法脱硫物料衡算首先，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。

同样对于氯化氢、氟化氢而言，它们的脱除率一般在95％以上，因此可以计算到这两者的脱除量。

8.1 石灰石的计算消耗量石灰石的消耗量按照钙硫比及脱除氯/氟化物的消耗比可以计算出石灰石的实际消耗量。

第 38卷第 4期 2007年 7月锅炉技术BOIL ER TECHNOLO GY Vol. 38, No. 4J ul. ,2007收稿日期 :2007-03-27作者简介 :朱文斌 (1973- , 男 , 上海交通大学在读工程硕士 , 从事燃煤电站湿法烟气脱硫的工程设计工作。

文章编号 : CN31-1508(2007 04-0068-04石灰石石膏湿法烟气脱硫吸收塔出口烟气温度及蒸发水量的计算分析与修正朱文斌 , 王定(上海交通大学机械与动力工程学院 , 上海 200030关键词 :烟气脱硫 ; 吸收塔 ; 烟气温度 ; 蒸发水量摘要 :根据热力学基本原理 , 程。

计算采用典型 F G D 入口烟气参数 , 塔内蒸发水量 , 并分析了其变化规律。

此外 , 。

中图分类号 : X 705:1前言石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺目前在大中型燃煤电站锅炉的烟气处理装置中占主导地位。

其简要流程见图 1。

从锅炉来的原烟气经烟气换热器降温后进入吸收塔。

在吸收塔内 , 向上流动的烟气与向下喷淋的经雾化的吸收浆液相接触 , 烟气中的SO 2、 HF 、 HCl 等气态污染物通过传质、换热和氧化过程同钙基吸收剂发生反应 , 生成 CaSO 4・ 2H 2O 石膏结晶、 CaF 等产物。

原烟气通过洗涤 , 其中携带的大部分的 SO 2污染物和灰尘得以去除。

图 1石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺流程图 (带 GGH喷淋塔内的热烟气的洗涤过程 , 类似绝热增湿过程 , 需要蒸发大量水分 , 这使得火力发电厂的工艺水消耗量很大。

为了准确计算吸收塔出口烟气温度及其蒸发水量 , 有必要给出一个简单且准确的计算方法。

同时这 2个参数的确定对整个 F GD 系统烟气部分的物料平衡计算至关重要, 而且这对设置了 GGH 的 F GD 系统的换热器选型计算也是不可缺少的。

2数学模型的建立湿法脱硫吸收塔的简要流程见图 2。

图 2脱硫吸收塔其热力过程按绝热增湿简化模型考虑 , 如图 3中的 A G 过程线 , 即在整个烟气处理过程中保持烟气焓值不变 , 烟气中的含湿量不断增加 , 直至湿烟气为饱和状态。

石灰石——石膏湿法烟气脱硫计算模块一、 设计输入参数：烟气流量、入口烟气SO 2浓度、烟气温度、烟气烟尘浓度、HCl 、HF 、SO 3、含氧量、含水率等。

1、烟气流量Q ：（工况，全烟气）m 3/h ：用于烟道尺寸、吸收塔径的计算 （标况，干基，实际氧气）m 3/h ：液气比计算 （标况，湿基，实际氧气）m 3/h ：液气比计算 （标况，干基，6%O 2）m 3/h ：SO 2浓度计算 （标况，湿基，6%O 2）m 3/h 2、SO2浓度C SO2计算：SO2SO2M C Q=3、 液气比L/G ：3L GV 10L /G V ⨯=V L :循环浆液体积 V G ：烟气体积（标态）石灰石洗涤塔的液气比一般在8～25之间。

4、Ca/S=耗钙基的摩尔数/脱除的SO 2摩尔数 典型范围：1.01～1.10石灰石CaCO 3含量超过90%时，Ca/S 不超过1.03。

5、 吸收区烟气流速u ：一般为2.5～3.8m/s6、 烟气停留时间t ：4s7、 氧化倍率O 2/SO 2：取2.5 二、 烟气量计算 1、完全燃烧产生的烟气量理论干烟气量（mg/Nm 3）：d a r a r a r V 1.866C 0.70S 0.80N 0.79V=＋＋＋1kg 燃料完全燃烧所需理论空气量V a ：a a r a r a r V 8.882C 26.46H 3.332S O=＋＋（－） 理论湿烟气量（mg/Nm 3）：w d H2O d ar a a ar V V V V 11.12H 1.24V d M ==＋＋＋（＋） M ar ：燃料收到基中水分的质量分率。

d a ：燃料的含湿率。

实际烟气量：d1d aw1w a aV V (1)V V V 111.24d V αα==∙＋－＋（－）（＋）各成分的体积：C O 2a r S O 2a rN 2aa r O 2aH 2O a ra a a r V 1.866C V 0.700S V 0.79V 0.80NV 0.211VV 11.12H 1.24V dM α=====＋（－）＋（＋）烟气密度：ar aw11A 1.293V V ρ=（－）＋A ar ：灰分 2、不知道煤具体组分状况下的计算：（1）确定燃煤热值H u 、全厂效率η、含硫量（若是发电机组，确定机组功率P ）（2）选择合适设计参数1kg 煤燃烧产生的湿烟气量V 含水量η1 c o a lu 3600PM H η=∙ V wet = M coal ·V V dry =V w ·（1－η1）V water =V wet ·η1 （3）水蒸汽密度ρ水蒸气：w a t e rw a t e rm V ρ=水蒸汽 PV=nRTmn M=所以：PMRTρ=水蒸汽 P ：标准大气压 101350PaM 水蒸汽的摩尔质量 18 R ：阿伏伽德罗常数 8.31 T ：标准大气压下温度 273.15K 水蒸汽的质量：m water =ρ水蒸汽 ·V water （4） 烟气密度gas ρ =1.35kg/Nm 3 （5） 烟气质量流量flue gas dry gas dry flue gas wet gas wetm V m V ρρ=∙=∙三、 SO 2相关计算（1） 确定参数：脱硫率：95%；煤种S 含量ηS ；燃煤量m coal （2） SO 2燃烧生成量:coal S SO2SO2Sm M mM η=（3）SO 2浓度C SO2S O 2S O 2d r ymC V = （4）SO 2在6% O 2下浓度C SO2 O2 6% 确定干烟气中O 2含量C O2 dry gas则 S O 2O 2a i r S O 2 O 2 6%O 2 a i r O 2 d r y g a s C (C 6%)C C C ∙=－－ 四、 吸收塔计算1、除尘器出口温度T 1，GGH 出口温度T 22、干烟气中水含量计算water1flue gas drym Xm =根据除尘器出口温度及干烟气中水含量计算，在h-x 图上，求出X 1、T 2处的焓，沿等焓线到饱和线可得到饱和温度T 3和x 2蒸发水的质量m water vapourised =（x 2－x 1）m flue gas dry蒸发水体积water vapourisedwater saturation waterm V ρ=（水蒸汽密度）3、 吸收塔出口净烟气烟气含水体积：water1water saturation water V V V =＋（燃烧过程中烟气含水量） 出口净烟气量：clean gas wet dry water1V V V =＋ 五、 石灰石消耗/石膏产量计算23224221S O C a C O 2H O OC a S O 2C O2H O +++→∙+SO 2=64 [g/mol] CaCO 3=100 [g/mol] H 2O=18 [g/mol] CO 2 =44 [g/mol] O 2=32 [g/mol]CaSO 4·2H 2O=172 [g/mol] （石膏）脱除1t SO 2生成副产物石膏2.69t 。

石灰石—石膏湿法脱硫工程的直流及UPS系统计算介绍石灰石—石膏湿法脱硫的直流及UPS系统的计算原则，结合本公司的脱硫工程进行了实例计算。

标签：石灰石—石膏法脱硫；直流系统；UPS系统1 前言《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003 颁布实施后，国家制订出台了一系列的法律法规、规划、技术政策，对“十五”期间的环境保护工作提出了更高的要求。

在《大气污染防治法》和《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》中均明文规定：“新建、扩建和改建火电机组必须同步安装脱硫装置或采取其他脱硫措施”。

如何计算脱硫装置电气中直流与UPS系统，已经引起众多脱硫岛总承包公司的关注。

2 脱硫岛中直流与UPS系统的作用脱硫岛内每两台机组基本设置一套直流系统，采用一电一充或两电两充等的方式，具体根据招标文件要求。

也有电厂主机的直流系统已经考虑脱硫岛直流的余量，在脱硫岛内只需要设置直流分屏即可，此处暂且不提。

设置直流系统主要为脱硫岛内电气控制、信号、继电保护和断路器操作等负荷供电。

脱硫岛内每两台机组基本设置一套UPS系统，UPS系统为脱硫岛内DCS系统、变送器、火灾报警系统及其它一些重要负荷供电。

3 直流及UPS系统的计算方法3.1 直流系统的计算方法（1）蓄电池个数计算：按正常浮充电运行时，直流母线电压应为直流系统标称电压的105%。

n=1.05Un/Uf式中：n —蓄电池个数；Un —直流系统标称电压，V；Uf —单体蓄电池浮充电电压，V；（2）蓄电池均衡充电电压选择：Uc≤1.10Un/n式中：Uc—单体蓄电池均衡充电电压，V；Un —直流系统标称电压，V；n—蓄电池个数；（3）蓄电池终止放电电压选择：Um≥0.875Un/n式中：Um—单体蓄电池放电末期终止电压，V；Un—直流系统标称电压，V；n—蓄电池个数；（4）蓄电池容量选择（阶梯计算法）1）直流负荷统计。

2）计算各阶段容量（脱硫系统基本要求事故放电时间为1小时，故计算到第三阶段）。

石灰石石膏湿法脱硫化学分析方案脱硫系统简易化学分析手册盐城市兰丰环境工程科技有限公司2015年12月目录第一章试样采集及制备 (1)第二章仪表及仪器测量 (3)第三章脱硫石膏主要成分分析 (5)第四章循环浆液成分分析 (8)附表1脱硫系统浆液密度与百分比浓度关系表 (11)附表2脱硫系统化学分析常用物质的分子量 (14)附表3PH标准溶液的配制 (15)第一章试样采集及制备一、试样采集1. 石灰石采样1.1采样位置石灰石块样品在石灰石运输车或卸料场上定期采集；石灰石的液相样品在其新鲜浆液槽或新鲜浆液的输送管道上定期采集。

1.2采样方法1.2.1入仓块料样品的采集（1）直接在石灰石块运输车上或卸料场上进行采集。

要求：每辆运输车抽取5份样品，根据其输送时间进行五等分，每间隔一等分时间取一次样，每份样不少于300g，取得的样品应立即装入密闭、防潮的容器中。

（2）将采集的样品充分混合，然后采用四分法将样品缩分到300-400g，并将缩分后的混合样立即放入密闭、防潮的磨口广口瓶中。

（3）瓶上标签应注明运输车编号、采样时间、采样人员及采样点。

（4）若对每天入库的样品作为一个批量进行分析，就将上述采集的每辆运输车的缩分样再进行混合，并再次根据四分法缩分到300-400g，保存方法不变，标签上注明采样日期、采样人员、采样点。

1.2.2石灰石浆液的采集（1）采集容器必须是洁净的硬质玻璃瓶或塑料制品。

采样前应用浆液冲洗2-3次，采样后应迅速盖上瓶盖。

（2）在新鲜浆液槽中采样时，应在液面下50cm处采样；在浆液管道中采样时，应在石灰石供给泵出口或流动部位采样，且必须先放掉500-1000mL，浆液冲洗采样瓶后再采样，每次采样不小于500mL。

（3）若每半天分析一个样，则间隔0.5-1h采集一份样品；若每天分析一个样，则间隔1-1.5h采集一份样品，共采集五份，将采集的五份样混合。

1.3检测参数（1）成分分析：石灰石主要包括碳酸钙和水分等。

石灰石-石膏法烟气脱硫湿法系统设计讲义目录1.概述 (1)2.典型的系统构成 (1)3反应原理 (2)4 系统描述 (5)5.FGD系统设计条件的确认....................... 错误!未定义书签。

6.物料平衡计算、热平衡计算..................... 错误!未定义书签。

7.设备选型计算................................. 错误!未定义书签。

7.1 设备选型依据........................... 错误!未定义书签。

7.2 增压风机............................... 错误!未定义书签。

7.3 GGH(略) ............................... 错误!未定义书签。

7.4 吸收塔................................ 错误!未定义书签。

7.5 除雾器................................. 错误!未定义书签。

7.6 吸收塔浆液循环泵 ...................... 错误!未定义书签。

7.7 氧化风机............................... 错误!未定义书签。

7.8 石灰石卸料装置......................... 错误!未定义书签。

7.9 湿式球磨机............................. 错误!未定义书签。

7.10 真空皮带脱水机........................ 错误!未定义书签。

7.11 石膏输送皮带.......................... 错误!未定义书签。

7.12 空气压缩机............................ 错误!未定义书签。

7.13 箱, 坑................................ 错误!未定义书签。