烟气脱硫设计计算

烟气脱硫CA与S摩尔比计算

烟气脱硫是指通过特定的方法去除燃烧过程中产生的硫化物，减少大气中二氧化硫的排放，以保护环境。烟气脱硫的主要方法有湿法烟气脱硫和干法烟气脱硫两种。

在湿法烟气脱硫中，一种常用的方法是石灰石-石膏法。该方法首先将烟气中的二氧化硫与氢氧化钙反应生成硫酸钙，并继续与石膏反应生成硬度较小的石膏。

湿法烟气脱硫的关键参数之一是石灰石与二氧化硫的摩尔比，即CA/S比。该比值的大小直接影响烟气脱硫效果。下面将介绍如何计算烟气脱硫中的CA/S比。

首先，需要了解石灰石化学反应中的化学方程式。以石灰石（CaCO3）为例，其与二氧化硫（SO2）的反应式如下：

CaCO3+SO2+H2O->CaSO3·½H2O+CO2

根据反应式，可以看出在该反应中每1 mol的石灰石需要1 mol的二氧化硫参与反应，因此石灰石的摩尔数与二氧化硫的摩尔数是相等的。

若给定烟气中的二氧化硫的摩尔数为n（mol），则石灰石的摩尔数也为n（mol）。这样，可以得到石灰石与二氧化硫的总摩尔比为：

CA/S总比 = n（mol）/ n（mol） = 1

换句话说，烟气脱硫中的CA/S总比始终为1

在实际操作中，为了提高烟气脱硫效果，往往会在石灰石中添加剩余摩尔比较高的成分（通常为石灰石的1.5-2倍），以增加反应速率和脱硫效率。此时，烟气脱硫中的CA/S比将大于1 总结起来，烟气脱硫CA与S摩尔比的计算方法如下：

1.根据烟气中二氧化硫的摩尔数，确定石灰石的摩尔数，两者相等。

2.根据石灰石中添加剩余摩尔比，确定总的CA/S摩尔比。

通过合理调整石灰石的摩尔比，可以达到较高的脱硫效果，进一步减少二氧化硫的排放，保护环境。但需要注意的是，在实际操作中，除了石灰石与二氧化硫的摩尔比外，还会受到其他因素的影响，如温度、湿度、气体流速等，因此应结合具体情况进行综合考虑和优化设计。

符号单位数值

1计算条件或选择数据序号名称符号单位计算公式数值附注

1.1燃料碳收到基参数Car%已知50.87

1.2燃料氢收到基参数Har%已知3.92

1.3燃料氧收到基参数Oar%已知8.96

1.4燃料硫收到基参数Sar%已知0.61

1.5燃料氮收到基参数Nar%已知0.86

1.6燃料灰分收到基参数Aar%已知21.88

1.7燃料水分收到基参数Mar%已知12.9

1.8低位发热量Qar。netkJ/kg339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25 Mar20049.88门捷列夫法

1.9空气中的水蒸汽量dkg/kg已知10

1.10过量空气系数α已知1.25

1.11理论空气量V0m³/kg0.0889Car+0.265Har-0.0333(Oar- Sar)5.283088

1.12实际空气量Vm³/kgαV0(1+0.00124 dk)6.6857479

1.13空气密度ρkkg/m³1.29

1.14实际空气重量Gkkg/kgV*(ρk+dk/1000)8.6914722

2.1三原子气体体积VRO2m³/kg0.01867Car+0.007Sar0.9540129

2.2氮气的体积VN2m³/kg0.008 Nar+0.79 V04.1805195

2.3水蒸气的体积VH2Om³/kg0.111Har+0.0124Mar+0.000.6801377

2.4水蒸气密度ρH2Okg/m³已知0.804

2.5水蒸气重量Gh20kg/kgVH2O*Gh200.5468307

2.6理论烟气量V0ym³/kgVRO2+VN2+VH2O5.8146701

2.7实际烟气量Vym³/kgV0y+1.0161(α-1) V07.1567066

2.8实际干烟气量Vygm³/kgVy-VH2O6.4765688

2.9实际烟气重量Gykg/kg1-Aar/100+Gk9.47267222.烟气量计算编号： 009

锅炉烟气除尘脱硫脱硝设计计算书

烟气脱硫技术汇总

湿式氧化镁－亚硫酸镁煅烧回用副产硫酸法脱硫技术

..............................................................................................................................................................................

一、技术原理

该工艺包括氧化镁浆液制备系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、脱硫浆液脱水系统、亚硫酸镁煅烧回用系统（含硫酸制备子系统）、电气系统、热工系统及工艺水系统。氧化镁粉作为脱硫吸收剂，加水配制成氢氧化镁浆液，烟气经增压风机进入吸收塔，在吸收塔内，烟气与氢氧化镁浆液逆向接触混合，烟气中的SO2通过与浆液中的氢氧化镁发生一系列化学反应而被除去，吸收塔浆液经过真空皮带脱水系统脱水后，形成副产物亚硫酸镁固体，亚硫酸镁固体经过干燥去除自由水和结晶水，然后经过回转煅烧炉高温分解成氧化镁和二氧化硫，生成的氧化镁可以作为脱硫剂回用，二氧化硫经过制酸系统制取硫酸。涉及到的化学反应大致有：

MgO + H2O → Mg (OH) 2

SO2 + Mg(OH)2 + 5H2O → MgSO3·6H2O

SO2+ MgSO3·6H2O → Mg(HSO3)2·5H2O

Mg(HSO3)2 + MgO + 11H2O → 2 MgSO3·6H2O

MgSO3 →MgO + SO2

SO2 + O2 → SO3

SO3 + H2O → H2SO4

二、工艺流程图 三、技术特点

技术成熟。

与SO2反应生成的盐成分中的MgSO3因其自身的特点不易附着在壁上，所以脱硫设备中不产生固体堆积的现象；

脱硫效率高达95%以上，吸收塔PH6.5-7，煅烧后氧化镁回收率60%；

脱硫系统规模小，占地面积少；

脱硫剂消耗量大大减小，副产品化工产品硫酸，所以运行成本低。

烟气脱硫工艺吸收塔设计和选型

4.1吸收塔的设计

吸收塔是脱硫装置的核心，是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。

4.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计

本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计

4.1.1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：

（1） 喷淋塔吸收区高度设计（一）

达到一定的吸收目标需要一定的塔高。通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。吸收区高度的理论计算式为

h=H0×NTU (1)

其中：H0为传质单元高度：H0=Gm/(kya)（ka为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a为塔内单位体积中有效的传质面积。）

NTU为传质单元数，近似数值为NTU=(y1-y2)/ △ym，即气相总的浓度变化除于平均推动力△ym=（△y1-△y2）/ln(△y1/△y2)(NTU是表征吸收困难程度的量，NTU越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。

根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121yyyyyyyyyyakGyyyakGymmym

aky=akY=9.81×1025.07.04WG]4[ 82.0WakL]4[ (2)

其中：y1,y2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)