湿法脱硫工艺计算书

2 2 L 烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型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：H 0=G m /(k y a)（k a 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=(y 1-y 2)/ △y m ，即气相总的浓 度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2）/ln(△y 1/△y 2)(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=G m* y 1 - y 2 = G m * y 1 - y 2 k a ∆y k a ( y - y * ) - ( y - y * ) y m y 1 1 2 2 y - y * ln( 1 1 ) y - y * k y a = k Y a =9.81×10 -4 G 0.7W 0.25 [4]k a = ∂W 0.82 [4] (2)其中：y 1,y 2 为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中 SO 2 组分的摩尔比，kmol (A)/kmol(B) * *y 1 , y 2 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B) k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/(m 3 h ﹒kp a )x2，x1 为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO2 组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B)G 气相空塔质量流速，kg/(m2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/(m2﹒h)y1×=mx1, y2×=mx2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)k Y a 为气体膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kPa)k L a 为液体膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kmol/m3)式（2）中∂ 为常数，其数值根据表2[4]表3 温度与∂ 值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。

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.℃。

三厂一、流程图二、各设备热量衡算进半脱冷却塔的气量为： 53000 m 3 气体成分物料衡算(1) H 2S 脱除量---G 1，kg/h 、G 1=G 0(C 1-C 2)=5.3*104*(1.5-0.06)/1.0*103=76.32 kg/h (2)溶液循环量L T ，m 3/h 、 L T =1200 m 3/h(3) 生成Na 2S 2O 3消耗的H 2S 的量 G 2, kg/h 、 取Na 2S 2O 3的生成率为H 2S 脱除量的8%计算 即G 2=76.32*8%=6.11 kg/h (4) Na 2S 2O 3DE 生成量，G 3, kg/hG3=6.11*158/2*32=14.20 kg/h(5) 理论回收硫量G4, kg/hG4=(76.32-6.11)*32/34=66.08 kg/h(6) 硫泡沫生成量G5 m3/hS1--------硫泡沫中的硫含量，kg/ m3此处取S1=30 kg/ m3G5=66.08/30=2.22 m3/h(7) 入熔硫釜硫膏量G6 kg /hG6= G4/S2S2-----硫膏含硫量，此处取S2=20%G6=66.08/0.2=330.4 kg /h1、冷却塔热量衡算（1）冷却塔热负荷，Q1,kJ/h半水煤气进冷凝塔的温度为：70℃，出口的温度为：35℃70℃水蒸汽的压力为31.2 KPa;35℃水蒸汽的压力为5.6KPa即70℃半水煤气含水量31.2*5.3*104/141=1.17*104 m3 35℃半水煤气含水量5.6*5.3*104/138=2.15 *103m3Q1= G0 [C P (t1-t2)+ W1i1- W2i2]C P-----半水煤气平均等压比热容kJ/(kmol.℃)W1. W2------------入.出冷却塔半水煤气含水量C P=43%*10.13*2+31.5%*0.754*28+6.8%*0.653*44+18%*0.745*28+0.7%*0.653*32=21.22 kJ/(kmol.℃)即Q1= G0 [C P (t1-t2)+ W1i1- W2i2]=5.3*104*21.22*（70-35）/22.4+1.17*104*0.1979*2624.3-2.15*103*0.03960*2559=7.62*106 kJ/h（2）冷却水消耗W3 kg /hW3= Q1/C△t △t=8℃即W3=7.62*106/8*4.183=2.28*105kg /h2、清洗热量衡算（1）清洗塔热负荷，Q1,kJ/h半水煤气进清洗的温度为：37℃，34.2KPa出口的温度为：29℃，34.2KPa37℃水蒸汽的压力为6.3 KPa;29℃水蒸汽的压力为4.0KPa即37℃半水煤气含水量6.3*5.3*104/134=2.49*103 m333℃半水煤气含水量4.0*5.3*104/134=1.58*103m3Q1= G0 [C P (t1-t2)+ W1i1- W2i2]C P-----半水煤气平均等压比热容kJ/(kmol.℃)W1. W2------------入.出冷却塔半水煤气含水量C P=43%*10.13*2+31.5%*0.754*28+6.8%*0.653*44+18%*0.745*28+0.7%*0.653*32=21.22 kJ/(kmol.℃)即Q1= G0 [C P (t1-t2)+ W1i1- W2i2]=5.3*104*21.22*（37-29）/22.4 +2.49*103*0.05114*2401.0-1.58*103*0.03036*2423.7=5.91*105 kJ/h（2）冷却水消耗W3 kg /hW3= Q1/C△t △t=8℃即W3=5.91*105/8*4.183=2.32*104kg /h3、熔硫釜热量消耗（1）熔硫釜热负荷，Q3,kJ/h硫的比热容：0.71KJ/（kg.℃）硫的熔融热：1.72*103 kJ/kmol由前面物料衡算知道:硫泡沫生成量G5=2.22m3/h同时硫的理论回收量：G4=66.68 kg/h即硫的体积：V=66.08/（1.96*103）=0.034m3/h即清液的量为：G8=（2.22-0.034）m3/h= 2.19m3/hQ3=Q硫+Q清液Q硫=0.71*（120-40）*66.68+1.72*103*66.68/32=7.47*103 kJ/hQ清液=0.8834*4.1868*（135-40）*2.19*1.04626*103=0.81*106 kJ/h即Q3=Q硫+Q清液=7.47*103+0.812*106=0.819*106 kJ/h（2）蒸汽消耗量，W，kg/h进熔硫釜的蒸汽压力为：0.6MPa,温度为164℃，出口冷凝液的温度为：164℃，，压力为：0.5 MPa。

一、工艺流程二、设计计算定额1.煤气处理量7000Nm3/h2.脱硫塔前煤气硫化氢含量0.8g/Nm33.脱硫塔后煤气硫化氢含量20mg/Nm34.脱硫效率98％5.脱硫塔煤气进口温度35℃6.脱硫塔煤气进口压力11000Pa7.脱硫塔煤气出口压力10000Pa三、设备计算1.脱硫塔：(见图一)进脱硫塔湿煤气体积为V=7000×[(273+35)/273]×[(1.01325×105)/(1.01325×105+11000-5720)]=7506m3/h (式中5720为35℃时饱和水蒸气压力Pa)脱硫塔进口吸收推动力为△p1=*11000/101325+1+×0.8×(22.4/34)×(1/1000)×101325=59.2PαH2S物质的量脱硫塔出口吸收推动力为△p2=*10000/101325+1+×0.02×(22.4/34)×(1/1000)×101325=1.5Pα硫化氢的吸收量为G=7000×[(800-20)/(1000×1000)]=5.46kg/h脱硫塔的传质系数K取为17×10-5kg/(m2·h·Pa)，则需用传质面积为F=5.46/(17×10-5×15.7)=2046m2选用多孔组合洗涤环ZHΦ240，比表面90m2/m3，空隙率0.75m3/m3，需填料体积V1=2046/90=22.73m3。

取每层填料层高1.8m，则共需N=22.73/(1.8×0.785×22)=4.02，共设四层。

取脱硫吸收液的硫容量为0.20kg/m3，则溶液循环量(即脱硫塔顶的喷淋量)为L=5.46/0.20=27.3m3/h 喷淋密度校核：脱硫塔的喷淋密度为l=27.3/(0.785×22)=8.69m3/(m2·h)；按喷淋密度27.5m3/(m2·h)计算得到的喷淋量为27.5×0.785×22=86.4m3；脱硫塔的液气比为(86.4×1000)/7506=11.5L/m3，符合脱硫塔的液气比要求。

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.℃。

湿法脱硫的工艺流程化学反应方程式
湿法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术，广泛应用于燃煤电厂和其他工业领域。

其原理是通过将烟气与碱性吸收液接触，使燃煤中的二氧化硫（SO2）经化学反应
转化为硫酸盐，从而达到脱除二氧化硫的目的。

湿法脱硫的工艺流程主要包括氧化吸收和还原吸收两个阶段。

在氧化吸收阶段，二氧化硫氧化为亚硫酸根离子（HSO3^-），而在还原吸收阶段则进一步转化为硫
酸盐。

湿法脱硫的化学反应方程式如下：
1.氧化吸收阶段：
SO2 + 1/2 O2 + H2O → HSO3^-
SO2 + H2O + 1/2 O2 → HSO3^-
亚硫酸根离子与吸收液中的氢氧根离子（OH^-）结合生成亚硫酸根离子。

2.还原吸收阶段：
HSO3^- + 1/2 O2 + H2O → HSO4^- + OH^-
HSO3^- + 2 H2O + 1/2 O2 → HSO4^- + 2 H3O^+
亚硫酸根离子在还原条件下进一步氧化为硫酸根离子，同时释放出氢氧根离子或氢离子。

湿法脱硫的最终产物是硫酸盐，其可以通过混凝、沉淀等方法从吸收液中进行
回收。

整个湿法脱硫过程中，二氧化硫会与吸收液中的氧气和水发生多次氧化还原反应，最终转化为硫酸盐，达到净化烟气的效果。

总的来说，湿法脱硫通过化学反应将二氧化硫转化为无害的硫酸盐，是一种有
效的烟气脱硫技术，对减少大气污染物排放具有重要意义。

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。

脱硫相关工艺了解及计算公式详解脱硫是指将硫化物（如二氧化硫）从燃烧或工业生产废气中去除的工艺。

脱硫工艺的选择取决于废气中硫化物的浓度和状态，以及具体的工艺要求。

以下是脱硫相关工艺的了解及计算公式的详细解释。

1.烟气湿法脱硫烟气湿法脱硫是一种常用的脱硫方法，其主要原理是通过将废气与含有氧化剂（如Ca(OH)2溶液）的洗涤液接触，使废气中的硫化物氧化为硫酸盐，进而达到脱硫的目的。

脱硫效率计算公式：脱硫效率（%）=（入口SO2浓度-出口SO2浓度）/入口SO2浓度×100%其中，入口SO2浓度和出口SO2浓度分别表示废气中二氧化硫的浓度。

2.干法脱硫干法脱硫主要有吸附法和催化剂法。

吸附法是通过将废气中的硫化物吸附到固体吸附剂上，实现脱硫的目的；催化剂法则是通过催化剂的作用将废气中的硫化物转化为无毒、无害的物质。

脱硫效率计算公式：脱硫效率（%）=（入口SO2浓度-出口SO2浓度）/入口SO2浓度×100%3.生物脱硫生物脱硫是一种利用生物催化剂将二氧化硫转化为硫酸盐的脱硫方法。

该方法具有高效、环保、经济等优点。

脱硫效率计算公式：脱硫效率（%）=（入口SO2浓度-出口SO2浓度）/入口SO2浓度×100%总结：脱硫效率计算公式中的入口SO2浓度和出口SO2浓度是脱硫过程中废气中二氧化硫的浓度。

通常，脱硫效率越高，废气中的硫化物就会被去除得越多，从而减少对环境的污染。

脱硫工艺的选择需根据废气的特性和要求进行评估。

各种脱硫工艺各有特点，有些适合处理高硫化物浓度的废气，而有些适合处理低浓度的废气。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择最适合的脱硫工艺。

计算脱硫效率时，对于废气中其他组分（如氧、氮氧化物等）的影响可以进行修正。

但需要注意的是，不同的脱硫工艺对废气中的其他组分的影响各异，因此计算时需要进行具体的修正公式及参数选择。