理论脱硝催化剂体积计算
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SCR 设计计算入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ;NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃,多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。
1. 基本的设计计算锅炉的蒸汽量:220t/h锅炉的烟气量:200000Nm3/h功率 B MW =60MW反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³;反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³;反应摩尔比常数 ASR =0.803。
理论催化剂体积计算:式中,catalyst Vol —理论催化剂体积,ft 3 adj η—调整效率,得:0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= sdjslip —调整氨逃逸率, 得:1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28= XadjNO —调整NO X 浓度, 得:0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量,S —烟气中硫含量 ,mg/Nm 3,得:0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度,F , 得:5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯得: 理论催化剂断面面积计算,得: 反应器断面面积计算,得:设反应器长L=3m ,则: W —反应器宽,得: 催化剂层数计算,得: 取圆整层为3层。
单层催化剂高度计算,得:反应器催化层数计算式中,total n —催化剂总层数 emptyn —预留催化剂层数,取1 得:反应器总高度计算,得:32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=。
脱硝催化剂体积如下:
脱硝催化剂体积的大小因其应用场景、材质和设计要求不同而有所变化,无法一概而论。
在实际应用中,需要根据具体的工艺流程、排放标准和设备性能等因素进行计算和确定。
通常情况下,脱硝催化剂体积较大,需要占用一定的场地,并且需要定期更换,因此在设计和使用时需要进行充分考虑,确保其达到预期的减排效果并具有较好的经济性和可行性。
如果您有具体的脱硝催化剂技术参数,我可以帮您计算出其体积大小。
有一日产2500吨水泥熟料生产线,已知窑尾烟气量V0=280 000Nm3/h(温度T0,压力P0,密度ρ,0,各物质体积分数:y co2,y N2,y H2O,y O2,…),NO X含量800mg/Nm3(NO占92.5%,NO2占7.5%)。
计划才采用SNCR技术经行烟气脱硝,脱硝率η=60%,脱硝剂采用ω=25%氨水(相对密度0.9070,),基准态下氨的逃逸率γ=5ppm。
问(1)正常运行下每小时氨水用量;(2)正常运行下能耗增加量,(假定原煤热值5500kCal/kg)。
解:(1)主反应方程式表达式:副反应方程式表达式:假定氨水输送过程中没有损失,氨水全部气化,氨气在窑尾气中按气体比例发生式—(1)、式—(2)反应,无其他副反应发生。
理论氨水用量计算:方法一、化学方程式法①NO X排放量计算:合每小时NO X排放224千克NO排放量M NO=224kg/h×92.5%=207.2kg/hNO2排放量M NO2=224kg/h×7.5%=16.8kg/h②NO X处理量计算:NO处理量M NO’= M NO×η=207.2kg/h×60%=124.32kg/hNO2处理量M NO2’= M NO2×η=16.8kg/h×60%=10.08kg/h③氨用量计算:参与NO反应氨用量计算参与NO2反应氨用量计算逃逸氨量计算m3=V0×γ=280 000Nm3/h×5mg/Nm3×10-6kg/mg=1.40kg/h理论氨用量m=m1+m2+m3=70.45kg/h+7.45kg/h+1.40 kg/h=79.30kg/h ④理论氨水用量计算M=m÷ω=79.30kg/h÷25%=317.20kg/h方法二、公式法尾气中NO、NO2浓度计算800×92. 5%=740mg/Nm3800×7.5%=60mg/Nm 3理论NH 3/NO x 比计算 另K=n (NH3)/n (NOx)理论氨用量计算理论氨水用量计算小结:实际运行中,总会伴随副反应的发生,假定副反应氨损在5%,实际25%氨水用量在334kg/h 左右,合0.37m 3/h 。
Pa101325.00 0理想气体标态摩尔体积T0K273.15理想气体标态摩尔体积V0m3/kmol22.40干空气成分N2%(V)79.00O2%(V)21.00摩尔质量H2O kg/kmol18.02 N2kg/kmol28.01 O2kg/kmol32.00 CO kg/kmol28.01 CO2kg/kmol44.01 SO2kg/kmol64.06 SO3kg/kmol80.06 HCl kg/kmol36.46 HF kg/kmol20.01 NO kg/kmol30.01 NO2kg/kmol46.01 N2O kg/kmol44.01 NH3kg/kmol17.03 Hg kg/kmol200.59 CO(NH2)2kg/kmol60.06生成焓H2O kJ/kmol(241781.79) CO2kJ/kmol(393418.30) NH3kJ/kmol(45679.19) CO(NH2)2kJ/kmol(245433.62)比热H2O kJ/(kg*K) 4.20 NH3kJ/(kg*K) 4.61 CO(NH2)2kJ/(kg*K) 2.10溶解热CO(NH2)2-H2O kJ/kg241.60输入条件SCR/SNCR脱硝 beta版XX 2014 XXX原烟气参数流量Nm3/h(w.)130000.00温度°C370.00压力(绝对)Pa101325.00原烟气成分H2O%(V.,w.)10.00O2%(V.,dr.) 6.00 CO%(V.,dr.)0.00 CO2%(V.,dr.)15.00 SO2mg/Nm3(dr.)3000.00 SO3mg/Nm3(dr.)300.00 HCl mg/Nm3(dr.)50.00 HF mg/Nm3(dr.)20.00 NO mg/Nm3(dr.)475.00 NO2mg/Nm3(dr.)25.00 N2O mg/Nm3(dr.)0.00 NH3mg/Nm3(dr.)0.00 Hgμg/Nm3(dr.)0.00二恶英μg/Nm3(dr.)0.00尘mg/Nm3(dr.)50.00污染物脱除率CO x%(mol)0.00 SO x%(mol)0.00 HCl%(mol)0.00 HF%(mol)0.00 NO x%(mol)70.00汞%(mol)0.00二恶英%(mol)0.00尘%(mol)0.00 SO2/SO3转化率%(mol) 1.00大气温度°C20.00压力(绝对)Pa101325.00相对湿度%66.00还原剂温度°C100.00压力(相对)Pa4000.00 H2O%(V.,w.)12.50 N2%(V.,w.)63.20 O2%(V.,w.)16.80 CO2%(V.,w.) 2.50 NH3%(V.,w.) 5.00 NH3/NO x比1 1.02催化剂活性系数m/h 6.10比表面积m2/m3503.00视比重kg/m3300.00线速度m/s 6.00温降℃ 2.50计算过程SCR/SNCR脱硝 beta版XX 2014 XXXNH3需求量kg/h21.53需求量kmol/h 1.26需求量Nm3/h28.32限制浓度%(V.,w.) 5.00 CO(NH2)2需求量kmol/h0.63尿素分解第1步CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3(2438.73)kJ/kmol参与CO(NH2)2kmol/h0.63H2O kmol/h0.63消耗CO(NH2)2kmol/h0.63H2O kmol/h0.63剩余CO(NH2)2kmol/h0.00H2O kmol/h0.00生成CO2kmol/h0.63NH3kmol/h 1.264299976化学热Q kJ/h-1541.645232分解气分解前分解后合计kmol/h 2.74 3.37 H2O kmol/h 2.11 1.48 N2kmol/hO2kmol/hCO2kmol/h0.63 NH3kmol/h 1.26 CO(NH2)2kmol/h0.63大气含湿量温度°C20.00饱和水蒸气分压Pa#NAME?相对湿度%66.00水蒸气分压Pa#NAME?大气压Pa101325.00水蒸气摩尔比1#NAME?稀释空气合计Nm3/h490.8820737H2O Nm3/h#NAME?N2Nm3/h#NAME?O2Nm3/h#NAME?结束SCR/SNCR脱硝 beta版XX 2014 XXX。
1 / 3SCR 设计计算入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ;NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃,多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。
1. 基本的设计计算1.1.1基本设计计算锅炉的蒸汽量:220t/h锅炉的烟气量:200000Nm3/h功率 B MW =60MW反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³;反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³;反应摩尔比常数 ASR =0.803。
理论催化剂体积计算:2.81adjcatalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯式中,c a t a l y V o l —理论催化剂体积,ft 3adj η—调整效率,得:0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= s d j s l i p —调整氨逃逸率,得: 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28=2 / 3X a d j NO —调整NO X 浓度,得:0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量,S —烟气中硫含量 ,mg/Nm 3, 得:0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度,F , 得:5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯1.068=得:理论催化剂断面面积计算,得:反应器断面面积计算,得:设反应器长L=3m ,则:W —反应器宽,得:催化剂层数计算,得: 32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adjcatalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=216607400516607.17catalyst qA m =⨯=⨯=SCR catalyst1.151.157.1728.25A A m ==⨯=SCR8.2532.75A w l m===catalystlayer layer catalyst'17.23.10.3057.172.54Vol n h A =⨯=⨯⨯=3 / 3取圆整层为3层。
实例电厂烟气脱硝催化剂体积计算及脱硝设备选型
一、电厂烟气脱硝催化剂体积计算
烟气脱硝的催化剂体积计算可以采用一维体积计算法,通过确定脱硝
设备进出口烟气流量,求出脱硝设备尾气中NOx的目标浓度,以及满足目
标浓度的实际体积,从而确定相应烟气脱硝催化剂体积。
1.1脱硝流量计算
脱硝设备的设计流量,等于锅炉烟气排放量加上运行损失及其它补充
气体的总量,也就是:
Q(吨/小时)=Qb(吨/小时)+Qk(吨/小时)+Qn(吨/小时)
其中Qb为锅炉烟气排放量,Qk为运行损失量,Qn为其他补充气体量。
1.2NOx排放浓度目标技术标准
1.3实际体积计算
基于脱硝流量及NOx排放浓度目标,可以采取一维体积计算法,求出
满足NOx排放浓度要求的实际体积,即脱硝催化剂体积的确定方法,其计
算公式可表示如下:
V(立方米)=Q(Nm3/h)*tc(小时)*1.1/(4000*CN(ppm))
其中Q为含氮气体的标况体积流量,tc为脱硝系统的滞留时间(一
般为2-3小时),CN为烟气出口的NOx排放浓度(ppm)。
催化剂反应过程 k/S V=-ln*(1-η/M)+ln[(1-η)/(1-η/M)]/K*NO*(1-M) k常数,表征催化剂的活性20 S V空间速度15η设计的脱硝效率82.82 M反应器进口的NH3/NO X摩尔比1 K NO X在催化剂表面的吸附系数
NO催化剂入口的NO X浓度524 k a/A V=-ln*(1-η/M)+ln[(1-η)/(1-η/M)]/K*NO*(1-M)
k a催化剂的面积活性
A V催化剂的面积速度,=S V*比表面积 2.092 SCR反应器截面尺寸估算A catalyst=q Vfluegas/3600*5
A catalyst催化剂横截面积,m218.334 q Vfluegas烟气流量,m3/h催化剂表面速度取 5m/s333792 A SCR反应器横截面积,m222催化剂体积估算V catalyst=q Vfluegas*ln*(1-η/M)/K catalys/βspecific
V catalyst催化剂估算体积,m343.8247η系统设计的脱硝效率,%0.828244 M NH3/NO X的化学摩尔比1 K catalys催化剂活性常数,m/h26.4252βspecific催化剂比表面积,m2/m3205 N layer催化剂层数 2.3925 h layer催化剂模块高度,m1 H反应器高度,m12
催化剂节距
P=d+t
P节距10mm
d孔径7mm
t内壁厚3mm。
scr脱硝催化剂用量计算脱硝技术是大气污染治理中常见的一种手段,它通过将尾气中的氮氧化物(NOx)转化为无害的氮气和水,从而减少对大气环境的污染。
SCR脱硝技术作为一种高效的脱硝技术,广泛应用于煤电、钢铁、化工等行业。
SCR脱硝系统中的催化剂起到了至关重要的作用,它能够催化氨和氮氧化物之间的反应,从而使其转化为氮气和水。
催化剂的用量直接影响着脱硝效果和系统的运行成本。
首先,需要确定脱硝系统的设计条件,包括进出口NOx浓度以及设计脱硝效率。
根据这些参数,可以计算出理论需要的催化剂用量。
其次,催化剂用量还受到催化剂的活性和寿命的影响。
催化剂的活性可以通过实验测定得到,通常表示为反应速率常数。
根据催化剂的活性和设计脱硝效率,可以进一步确定催化剂用量。
另外,催化剂的寿命也是一个重要的考虑因素。
随着催化剂使用时间的增长,其活性会逐渐降低,导致脱硝效果下降。
为了保证系统的稳定运行,需要定期更换催化剂。
催化剂的寿命不仅与使用时间有关,还与进口氨浓度、氨氧比、脱硝温度等因素有关。
根据催化剂的寿命,可以合理安排催化剂更换周期,并计算出催化剂的备用量。
此外,催化剂的存储和管理也需要格外注意。
催化剂通常是一种贵重材料,需要在干燥无尘的环境中存放,并定期检查催化剂的质量和状态。
总之,SCR脱硝催化剂用量的计算需要综合考虑设计条件、催化剂的活性和寿命等因素。
合理计算和控制催化剂用量,可以有效提高脱硝效率,降低系统的运行成本。
同时,催化剂的存储和管理也是脱硝系统运行的关键,需要做好相关的工作。
希望本文对SCR脱硝技术的催化剂用量计算提供了一些参考和帮助,为脱硝项目的开展提供有益的借鉴。
1 / 3SCR 设计计算入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ;NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃,多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。
1. 基本的设计计算1.1.1基本设计计算锅炉的蒸汽量:220t/h锅炉的烟气量:200000Nm3/h功率 B MW =60MW反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³;反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³;反应摩尔比常数 ASR =0.803。
理论催化剂体积计算:2.81adjcatalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯式中,catalyst Vol —理论催化剂体积,ft 3adj η—调整效率,得:0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= sdj slip —调整氨逃逸率,得: 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28=2 / 3Xadj NO —调整NO X 浓度,得: 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量,S —烟气中硫含量 ,mg/Nm 3,得:0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度,F , 得:5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯1.068=得:理论催化剂断面面积计算,得:反应器断面面积计算,得:设反应器长L=3m ,则:W —反应器宽,得:催化剂层数计算,得: 32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCRT Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=216607400516607.17catalyst qA m =⨯=⨯=SCR catalyst1.151.157.1728.25A A m ==⨯=SCR8.2532.75A w l m===catalystlayer layer catalyst'17.23.10.3057.172.54Vol n h A =⨯=⨯⨯=3 / 3取圆整层为3层。
催化剂反应过程 k/S V=-ln*(1-η/M)+ln[(1-η)/(1-η/M)]/K*NO*(1-M) k常数,表征催化剂的活性20 S V空间速度15η设计的脱硝效率82.82 M反应器进口的NH3/NO X摩尔比1 K NO X在催化剂表面的吸附系数
NO催化剂入口的NO X浓度524 k a/A V=-ln*(1-η/M)+ln[(1-η)/(1-η/M)]/K*NO*(1-M)
k a催化剂的面积活性
A V催化剂的面积速度,=S V*比表面积 2.092 SCR反应器截面尺寸估算A catalyst=q Vfluegas/3600*5
A catalyst催化剂横截面积,m218.334 q Vfluegas烟气流量,m3/h催化剂表面速度取 5m/s333792 A SCR反应器横截面积22催化剂体积估算V catalyst=q Vfluegas*ln*(1-η/M)/K catalys*βspecific
V catalyst催化剂估算体积,m343.8247η系统设计的脱硝效率,%0.828244 M NH3/NO X的化学摩尔比1 K catalys催化剂活性常数26.4252βspecific催化剂比表面积,m2/m3205 N layer催化剂层数 2.3925 h layer催化剂模块高度。
M1 H反应器高度12
催化剂节距
P=d+t
P节距10mm
d孔径7mm
t内壁厚3mm。
1 / 3
SCR 设计计算
入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ;NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃,多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。
1. 基本的设计计算
1.1.1基本设计计算
锅炉的蒸汽量:220t/h
锅炉的烟气量:200000Nm3/h
功率 B MW =60MW
反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³;
反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³;
反应摩尔比常数 ASR =0.803。
理论催化剂体积计算:
2.81adj
catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯
式中,
catalyst Vol —理论催化剂体积,ft 3
adj η—调整效率,
得:0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= sdj slip —调整氨逃逸率,
得: 1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28=
2 / 3
Xadj NO —调整NO X 浓度,
得: 0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量,S —烟气中硫含量 ,mg/Nm 3,
得:0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度,F , 得:
5215.16(0.03937720)(2.7410720)adj T -=-⨯+⨯⨯
=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯
1.068=
得:
理论催化剂断面面积计算,得:
反应器断面面积计算,得:
设反应器长L=3m ,则:
W —反应器宽,得:
催化剂层数计算,得: 3
2.81 1.068
2.81133 1.133 1.28 1.080.97592
17.2adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR
T Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=21660
74005
1660
7.17catalyst q
A m =
⨯=⨯=SCR catalyst
1.151.157.17
2
8.25A A m ==⨯=SCR
8.25
3
2.75A w l m
===catalyst
layer layer catalyst
'17.2
3.10.3057.17
2.54Vol n h A =⨯=⨯⨯=
3 / 3
取圆整层为3层。
单层催化剂高度计算,得:
反应器催化层数计算 total layer empty n n n =+
式中, total n —催化剂总层数
empty n —预留催化剂层数,取1 得: 反应器总高度计算,得:
catalyst
layer layer catalyst 0.305
17.2
0.305
37.171.1Vol h n A m =+⨯=+⨯=total layer empty 314n n n =+=+=SCR total 1layer 2()4(0.7 1.1)0.88h n C h C m =++=⨯++=。