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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.℃。
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.℃。
Cp空气=（0.2452+0.2430）/2=0.2441 kcal/kg.℃Cp水（20~40℃）=1.0kcal/kg.℃r水（20）=586kcal/kgr水（40）=575kcal/kg烟气蒸发水量=[0.2528×（70-40）×1630224+0.2441×15491.12×（80-40）]/[1.0×（40-20）+（586+575）/2]=20841kg/h=1156.55kmol/h水蒸汽含量=（2551.78+1156.55）/（54816.21+1156.55）=6.63%40℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00737MPa。
烟气总压102000Pa。
40℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00737/0.102=7.23%根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和小于40℃烟气饱和水蒸汽含量。
因此，实际出口温度小于40℃。
2）假设出口温度为35℃烟气蒸发水量=[0.2528×（70-35）×1630224+0.2441×15491.12×（80-35）]/[1.0×（40-20）+（586+575）/2]=24296.6kg/h=1348.31kmol/h水蒸汽含量=（2551.78+1348.31）/（54816.21+1348.31）=6.94%35℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00562MPa。
35℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00562/0.102=5.51%根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和大于35℃烟气饱和水蒸汽含量。
因此，实际出口温度大于35℃，取38.5℃，则烟气蒸发水量为1213.82kmol/h×18.02=21873kg/h，其水蒸汽含量=（2551.78+1213.82）/（54816.21+1213.82）=6.72%38.5℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00684MPa。
38.5℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00684/0.102=6.71%根据上述计算结果可知，脱硫塔出口温度为38.5℃。
3）反应产生的二氧化碳量G CO2= 44.01×56.43kmol/h=2483.48kg/h4）烟气中夹带水量按烟气总质量的0.005计，夹带量=1630224kg/h × 0.005=8151.12kg/h 5）脱硫塔出口烟气组分4、③→④（脱硫塔出口→GGH出口）：在此过程中新增了原烟气泄漏的0.5%烟气。
5、④→⑤（GGH出口→烟囱进口）：这一过程烟气量及性质基本不变。
（3）脱硫液及石膏的平衡CaSO4.2H2O分子量为：172.17CaSO3.1/2H2O分子量为：129.15CaCO3分子量为：100.091、脱硫剂的需求量1）烟气中SO2脱除量=56.43kmol/h2）需纯的石灰石量=56.43 kmol/h3）考虑到溶液循环过程中的损失，需加入的石灰石量为=（1+2%）×56.43 kmol/h=57.56kmol/h4）需96.05%的石灰石=57.56×100.09/0.9605=5997.96kg/h其中：CaCO3量=5997.96×0.9605=5761.04kg/h其中：杂质量=5997.96×0.0395=236.92kg/h5）如使用工业水制备30%含固量浆液需水量：5997.96kg/h/0.3×0.7=13995.24kg/h6）如使用2.6%含固量的脱硫反应塔塔底浆液旋流分离液制备30%含固量浆液需水量为：设2.6%含固量旋流分离液的固体物量为X kg/h，以水平衡可列下式：X/2.6%×（1-2.6%）=（X+5997.96）/30%×（1-30%）X=398.40kg/h水量=398.40/2.6%×（1-2.6%）=14924.68kg/h需2.6%的塔底浆液旋流分离液=398.40+14924.68=15323.08kg/h30%浆液量=14924.68/（1-30%）=21320.97kg/h2、脱硫塔底固体量假设干脱硫产物中CaSO4.2H2O与CaSO3.1/2H2O质量比为0.92：0.01。
其摩尔比为：(0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01：11）CaSO4.2H2O生成量=56.43 ×172.17×69.01×(69.01+1)=9576.78kg/h2）CaSO3.1/2H2O生成量=56.43 ×129.15×1×(69.01+1)=104.10kg/h3）产物中未反应的CaCO3量=5761.04-56.43 ×100.09=112.96kg/h4）杂质量=236.92kg/h5）脱除下来的飞灰量=234 ×75%=175.50kg/h脱硫塔底固体量=G CaSO4.2H2O +G CaSO3.1/2H2O +G CaCO3+G 杂质+G 飞灰 =9576.78+104.10+112.96+236.92+175.50=10206.26kg/h3、反应产物中结晶水量1）CaSO 4.2H 2O 中结晶水量=9576.78/172.17×2×18.02=2004.69kg/h 2）CaSO 3.1/2H 2O 中结晶水量=104.10/129.15×1/2×18.02=7.26kg/h 反应产物中结晶水量为2004.69 + 7.26 = 2011.95kg/h 4、除雾器冲洗水冲洗水喷淋密度？？（一小时冲洗一次，每次5分钟） 除雾器冲洗水=5、脱硫反应后塔底最终排出量物料平衡以不补充新鲜水为条件。
设一级旋流器入口浆液浓度为10.8%，下出口浆液浓度为50%，上出口浆液浓度为 2.6%，则可算出下出口溶液量为进口量的17.3%；设二级旋流器下出口浆液浓度为20%，上出口浆液浓度为1.3%；真空皮带过滤机固体损失率为0.9%，石膏含固率为90%。
设塔底浆液总流量为X kg/h ，排入污水处理系统总流量为Y kg/h ，则可列以下平衡方程式：Y×1.3% + X×17.3%×50%=10206.26kg/h (1) (根据设定和固体物量平衡)真空皮带过滤物料平衡：溢流固体量为： 17.3%X × 50%×0.9%90%17.3%X kg/h （含固率可求出石膏量为17.3%X×50%×（1-0.9%）/90%=0.09525 X溢流量为17.3%X-0.09525X=0.07775X根据设定及脱硫塔总物料平衡：塔体输入量：烟气量=1630224kg/h；氧化空气量=15499.60kg/h；石灰石浆液量=21320.97kg/h；除雾器冲洗水量=？？真空皮带过滤机溢流返塔量=0.07775X；一级旋流器溢流返塔量=（1-17.3%）X=0.827X-15323.08塔体输出量：烟气量=1673374kg/h；塔底浆液流量=X kg/h；废水流量=Y kg/h则平衡方程式为：1630224 + 15499.60 + 21320.97 + G冲洗水量+0.07775X + 0.827X-15323.08 =1673374 + X + Y => G冲洗水量-21652.51=0.09525X + Y (2) 若已知除雾器冲洗水量则可联立方程式（1）和（2）求出X和Y。
假设除雾器冲洗水量为96000kg/h，则X=108369 kg/hY=64025 kg/h6、水平衡验算G烟气出口带出水+ G塔底排放浆液带出自由水+ G脱硫产物最终带出结晶水-（G烟气入口带入水+ G除雾器冲洗水+ G石灰石浆带入水+ G返塔水量）=76007 + 108369×（1-10.8%）+ 2011.95 -（45983 + 96000 + 14924.68 + 17782.76）= -6.342Cl-平衡计算一、原始数据：入塔烟气量：1234496 Nm3/h（dry）×（1-0.5%）=1171113 Nm3/hO2浓度：5.09%（空气过量系数为1.32）HCl浓度：60mg/Nm3（6%O2，空气过量系数为1.4）工艺水中Cl浓度为：464.16mg/L二、氯平衡计算1）入塔氯化物量（以Cl为基准）：1.4/1.32 ×1171113 × 60 × 10-6=74.53kg/h 2）工艺水带入的氯化物量（以Cl为基准）：96000 × 464.16×10-6=44.56kg/h 假定吸收塔中Cl浓度为20000mg/L，吸收塔中溶液体积为。
