湿法脱硫系统物料平衡计算资料

脱硫计算物料衡算
物料衡算的分类
1、按操作方式
分为间歇操作、连续操作及半连续操作等三类物料衡算；
2、按状态
将其分为稳定状态操作和不稳定状态操作两类衡算。

3、按衡算范围
分为单元操作过程(或单个设备)和全流程的两类物料衡算；
根据质量守恒定律，对某一个体系内质量流动及变化的情况用数学式描述物料平衡关系则为物料平衡方程式。

其基本表达式为
∑F0=∑D+A+∑B
式中，F0—输人体系的物料质量；
D—离开体系的物料质量；
A—体系内积累的物料质量；
B—损失的物料质量(如跑、冒、滴、漏)。

脱硫物料平衡计算1简化条件以下条件在计算方法中被简化1）不包括吸收塔的热损失2）假设烟气带入的粉尘为零3）假设工艺水和石灰石不含杂质4）假设原烟气和净烟气没有夹带物代入和带出系统5）假设没有除雾器冲洗水6）假设没有泵的密封水7）假设工艺系统是封闭的，没有环境物质的进入和流出2物料平衡计算1）吸收塔出口烟气量G2G2＝(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QreqQreq=S×22.4/(0.21×0.3)G3＝Qreq×KG3：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×ηsW1: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/SsW2: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/SgW3: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-W2W3:滤液水量7）工艺水消耗量的计算蒸发水量石膏表面水石膏结晶水排放废水.3热平衡计算吸收塔反应温度的计算是基于吸收塔范围的物料（不包括GGH ），假定吸收塔已经处于热稳定状态。

脱硫物料平衡水平衡计算引言脱硫是指对燃煤等含硫燃料进行处理，去除其中的硫化物，减少大气中的硫化物排放，减少空气污染。

在脱硫过程中，物料平衡是一个重要的参数，用于计算输入和输出的物料流量以及物料的组成。

本文将介绍脱硫物料平衡的计算方法，并给出一个示例。

脱硫物料平衡的基本原理脱硫过程中的物料平衡是根据质量守恒定律进行计算的。

假设脱硫系统中只有一个输入流和一个输出流，则物料平衡可以表示为以下公式：输入物料 = 输出物料其中，输入物料是指进入脱硫系统的物料流量和组成，输出物料是指离开脱硫系统的物料流量和组成。

脱硫物料平衡的计算方法脱硫物料平衡的计算包括以下几个步骤：1.确定输入流的物料流量和组成：根据实际情况，确定进入脱硫系统的物料流量和组成。

物料的组成可以通过化验等方法测定，一般以百分比的形式表示。

2.确定输出流的物料流量和组成：根据实际情况，确定离开脱硫系统的物料流量和组成。

与输入流相似，输出流的物料组成也以百分比的形式表示。

3.物料平衡计算：根据质量守恒定律，将输入物料和输出物料进行比较，并进行物料平衡计算。

物料平衡计算可以采用以下公式：输入物料 = 输出物料根据物料平衡公式，可以得到进一步的更具体的计算公式，如下所示：输入物料流量 × 输入物料组成 = 输出物料流量 × 输出物料组成根据该公式，可以计算出未知的物料流量或组成。

4.检查和修正：完成物料平衡计算后，应该对结果进行检查，确保计算的准确性。

如果有必要，可以对输入物料和输出物料的流量或组成进行修正，以满足物料平衡公式。

示例下面给出一个脱硫物料平衡的示例，以帮助读者更好地理解物料平衡的计算方法。

假设一个脱硫系统的输入流为500 kg，含硫量为3%；输出流的物料流量和组成未知。

我们需要计算输出流的物料流量和含硫量。

首先，根据已知条件可以得到：输入物料流量 = 500 kg，输入物料含硫量 = 3%然后，假设输出物料流量为X kg，输出物料含硫量为Y%。

湿法脱硫系统物料平衡一、计算基础数据（1）待处理烟气阜康2×135MW机组烟气参数（示例）（2）石灰石分子量石灰石粉中CaCO3的含量91.89%，MgCO3含量1.43%，其余惰性物质含量6.68%。

计算石灰石粉平均分子量：CaCO3分子量为：100.09M=1/(91.89%/ M caco3+1.43% /M Mgco3)=106.85二、石膏浆液平衡计算1、脱硫剂的需求量烟气中SO2量=Q标态、干烟气×C SO2×[(21-6)/(21- O2)]/64=24.28kmol/h依次计算出SO3、HCl、HF等酸性物质的量：0.15、0.56、0.41 kmol/h 烟气中SO2等酸性物质脱除量=N SO2+N SO3+N HCl +N HF=25.40 kmol/h需求石灰石量=K钙硫比×M平均分子量×（N SO2×ηSO2+ N SO3×ηSO3+ N HCl×ηHCl /2+ NHF×ηHF/2）=2795.59 kg/hηSO2、ηSO3、ηHCl、ηHF等脱除效率根据工程需要取值。

K钙硫比=1.03(湿法脱硫一般取1.02～1.05)2、脱硫系统总固量方程式：吸收: S02+ H20〈==〉H2S03S03+ H20〈==〉H2S04中和: CaCO3+ H2S03〈==〉CaS03 +CO2+H20CaCO3+H2S04〈==〉CaS04 +2H20Ca（OH）2+2HCl〈==〉CaC12 +CO2+H20氧化: 2CaS03+02〈==〉2CaS04结晶: CaS04+2H20〈==〉CaS04·2H20CaSO4.2H2O分子量为：172.17CaSO3.1/2H2O分子量为：129.15脱硫塔浆池底部含固量应包括以下几部分：石膏（CaSO4.2H2O）、CaSO3.1/2H2O、CaCO3、粉尘、石灰石中杂质、其它（MgCO3、CaF2、MgF2等）详见下表：例如：(以CaSO4.2H2O计算为例)CaSO4.2H2O生成量=[（24.28+0.15）-（0.05+0）] ×172.17×0.997=4180.44kg/h 则：石膏排出量（m石膏）=[4520.36-废水中含固量（m废水）]/90% (1)3、氧化风量计算：氧化风量中O2转移效率按30%计算：Q O2=N SO2×ηSO2/2×22.4/0.21/0.3计算得：Q O2=4316Nm3/h4、蒸发水量的计算烟气喷淋塔烟气换热主要对象为：喷淋浆液中的蒸发水量。

1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：石灰石浓度：96.05%二、平衡计算（1）原烟气组成计算（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℃。

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 =0.2520 kcal/kg.℃。

（40℃）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℃）=0.2430kcal/kg.℃。

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。

设计煤种校核煤种一、项目概况 、项目设计条件元素分析□□□□□□□□1）规模 2）燃料 75t/h煤3）脱硫工艺 石灰石-石膏湿法 4）吸收剂 石灰石 5）副产品石膏6）脱水系统真空皮带脱水机7）再加热方式:无8）烟气量 112000Nm3/h （湿基）x2（100%BMCR ）9）FGD 入口温度135°C（设计），141°C（最大） 10）FGD 入口SO2浓度 40001m3（干基）11）FGD 入口粉尘浓度<200mg/Nm3（干基，6%02）12）FGD 出口温度（进烟囱）>50 13）除雾器出口含水量<75mg/Nm3（干基） 14）吸收剂耗量<7.8t/h15）工艺水消耗量<8.6t/h 16）副产品石膏含水量<15% 17）电力消耗<12700kWh/h18）脱硫效率>92% 19）系统可用率>95%5.1.2设计条件1）煤质分析2.1FGD 装置条件 项目 单位Car 59.95 65.71 Har2.252.36Oar％0.570.9Nar％0.940.74Sar％ 2.29 2.29工业分析Var％9.07.0Aar％27.0320.0Mar％7.08.0Mad％ 2.17 1.67低位发热量kj/kg2146524668100%BMCR燃煤消耗量t/h(每台134.89134.89炉）2）烟气设计条件项目单位100％BMCR35％BMCR FGD入口烟气流量Nm3/h（湿基）1256682517256 FGD入口烟气流量Nm3/h（干基）1193075492172 FGD入口烟气温度°C131103 FGD入口烟气压力Pa00粉尘浓度mg/Nm3180.5164.6 SO2浓度ppm(dry)17611652Nm3/h2101813烟气含水量Vol%(dry) 5.06 4.85烟气含氧量Vol%(dry)7.468.29 CO2Vol%(dry)12.2911.53 N2Vol%(dry)80.0780.01 HCL ppm(dry)25.223.0HF ppm(dry) 11.2 10.2资料确认注意事项: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%02\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。

脱硫物料平衡计算一、项目概况二、项目设计条件2.1 FGD装置条件1)规模 75t/h2)燃料煤3)脱硫工艺石灰石-石膏湿法4)吸收剂石灰石5)副产品石膏6)脱水系统真空皮带脱水机7)再加热方式: 无8)烟气量 112000Nm3/h(湿基)×2(100%BMCR)9)FGD入口温度 135℃（设计），141℃（最大）10）FGD入口SO2浓度 40001m3（干基）11）FGD入口粉尘浓度≤200mg/Nm3（干基，6％O2）12）FGD出口温度（进烟囱）≥50℃13）除雾器出口含水量≤75mg/ Nm3(干基)14)吸收剂耗量≤7.8t/h15)工艺水消耗量≤8.6t/h16）副产品石膏含水量≤15％17）电力消耗≤12700kWh/h18)脱硫效率≥92％19）系统可用率≥95％5.1.2 设计条件1）煤质分析项目单位设计煤种校核煤种元素分析Car ％59.95 65.71Har ％ 2.25 2.36Oar ％0.57 0.9Nar ％0.94 0.74Sar ％ 2.29 2.29工业分析Var ％9.0 7.0Aar ％27.03 20.0Mar ％7.0 8.0Mad ％ 2.17 1.67低位发热量kj/kg 21465 24668100％BMCR燃煤消耗量t/h(每台134.89 134.89炉)2)烟气设计条件项目单位100％BMCR 35％BMCR FGD入口烟气流量Nm3/h(湿基) 1256682 517256 FGD入口烟气流量Nm3/h(干基) 1193075 492172 FGD入口烟气温度℃131 103FGD入口烟气压力Pa 0 0粉尘浓度mg/Nm3 180.5 164.6SO2浓度ppm(dry) 1761 1652Nm3/h 2101 813烟气含水量V ol%(dry) 5.06 4.85烟气含氧量V ol%(dry) 7.46 8.29CO2 V ol%(dry) 12.29 11.53N2 V ol%(dry) 80.07 80.01HCL ppm(dry) 25.2 23.0HF ppm(dry) 11.2 10.2资料确认注意事项: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。