課程設(shè)計(jì)--15th燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)任務(wù)及基本資料2</p><p>　　1.115t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)基本資料2</p><p><b>　

2、　2設(shè)計(jì)方案3</b></p><p>　　2.1物料衡算3</p><p>　　2.2工藝方案的比較和選擇4</p><p>　　2.3除硫效率7</p><p>　　2.4除硫設(shè)備的論證7</p><p>　　2.5工藝方案7</p><p><b&

3、gt;　　3工藝計(jì)算9</b></p><p><b>　　3.1冷卻塔9</b></p><p>　　3.2吸收塔10</p><p>　　3.3換熱器12</p><p>　　3.4泵和風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算13</p><p><b>　　4附圖15-&

4、lt;/b></p><p><b>　　5結(jié)論15-</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)及基本資料</b></p><p>　　15t/h燃煤鍋爐煙氣的脫硫工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)基本資料</b></p><p&g

5、t;<b>　　課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)是配合大氣污染控制工程專業(yè)課程而單獨(dú)設(shè)立的設(shè)計(jì)性實(shí)踐課程。教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和主要專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)主要設(shè)備設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、資料、

6、手冊(cè)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制及編寫技術(shù)文件的基本能力。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)思想與方法正確；態(tài)度端正科學(xué)；能正確運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)；能解決實(shí)際問(wèn)題，具備專業(yè)基本工程素質(zhì)；具備正確獲取信息和綜合處理信息的能力；文字和語(yǔ)言表達(dá)正確、流暢；刻苦鉆研、不斷創(chuàng)新；按時(shí)按量獨(dú)立完成；圖文工整、規(guī)范，設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確合理。整體設(shè)計(jì)方

7、案要重點(diǎn)突出其先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和實(shí)用性。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)參數(shù)和依據(jù)</b></p><p><b>　　1. 設(shè)計(jì)規(guī)模</b></p><p>　　鍋爐蒸發(fā)量15t/h</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)原始資料 </p><p>　?。?）煤的工業(yè)分

8、析如下表（質(zhì)量比，含N量不計(jì)）：</p><p>　?。?）鍋爐型號(hào)：FG-35/3.82-M型</p><p>　?。?）鍋爐熱效率：75%</p><p>　　（4）空氣過(guò)剩系數(shù)：1.2</p><p>　?。?）水的蒸發(fā)熱：2570.8KJ/Kg</p><p>　?。?）煙塵的排放因子：30%</p>

9、;<p>　?。?）煙氣溫度：473K</p><p>　?。?）煙氣密度：1.18kg/m3</p><p>　?。?）煙氣粘度：2.4×10-5 pa·s</p><p>　?。?0）塵粒密度：2250kg/m3</p><p>　?。?1）煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算</p><p>

10、　?。?2）煙氣中煙塵顆粒粒徑分布</p><p><b>　　3. 排放標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)：≤200mg/m3、二氧化硫排放濃度：≤900mg/m3。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p&

11、gt;<p><b>　　物料衡算</b></p><p><b>　　鍋爐煙氣含硫量計(jì)算</b></p><p>　　用低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率、水的蒸發(fā)熱求需煤量</p><p>　　蒸發(fā)量為15t/h的鍋爐所需熱量為: </p><p><b>　　需煤量: </b

12、></p><p><b>　　設(shè)1kg燃煤時(shí)</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量（四號(hào)，加粗）</p><p><b>　　理論空氣量： </b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為:</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量</p>

13、<p>　　理論煙氣量： 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣體積：</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量</p><p><b>　　實(shí)際煙氣量：</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積： </p><p><b>　　或： </b></p><p>

14、;　　T=473K時(shí)，實(shí)際煙氣體積：</p><p><b>　　煙氣量：</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度</p><p><b>　　SO2的濃度：</b></p><p>　　SO2的量：4062</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)煙氣濃度： </p&

15、gt;<p><b>　　實(shí)際煙氣濃度: </b></p><p>　　工藝方案的比較和選擇</p><p><b>　　石灰石/石膏法</b></p><p>　　石灰石/石膏法是目前應(yīng)用最廣泛、最多、最成熟的典型的濕法煙氣脫硫技術(shù)。我國(guó)濕法煙氣脫硫率可達(dá)98％以上，接近100％。國(guó)內(nèi)采用此法脫硫的電廠主要

16、有：重慶珞璜電廠一期、重慶珞璜電廠二期、太原第一熱電廠、重慶電廠、杭州半山電廠、北京第一熱電廠、陜西韓城第二電廠等。該工藝具有操作方便、原理簡(jiǎn)單、脫硫效率高(部分機(jī)組Ca／S接近1，脫硫效率超過(guò)9O％)、可應(yīng)用于大容量機(jī)組、高濃度條件、可利用率高(>90％)、吸收劑來(lái)源廣泛、價(jià)格也低廉、副產(chǎn)品石灰具有綜合利用價(jià)值、運(yùn)行和維護(hù)成本以及脫硫成本較低，是目前公認(rèn)應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最為成熟的脫硫技術(shù)。</p><p>

17、;　　噴霧干燥脫硫法(SDA法)</p><p>　　SDA法是美國(guó)JOY公司和丹麥NIRO公司聯(lián)合研制出的脫硫工藝。目前，國(guó)內(nèi)采用此工藝的電廠主要有四川白馬電廠和山東黃島電廠等。此工藝脫硫效果不是太高(一般在7O％左右)，適合于中、低硫煤的脫硫。四川白馬電廠機(jī)組每臺(tái)容量為200 MW，采用200目的生石灰純度在6O- 70％)處理含硫量在3．2％左右的燃煤煙氣(8000)，脫硫效率可達(dá)到8O％左右。山東黃島電廠

18、機(jī)組每臺(tái)為210MW，采用粒徑4rflm純度為7O％的生石灰處理含硫量為1．86％的燃煤(煙氣為300000，爐后抽出部分煙氣)脫硫效率為7O％左右。SDA工藝的特點(diǎn)：(1)工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便安全；(2)維護(hù)費(fèi)用低；(3)腐蝕性小，可采用普通碳鋼制造；(4)采用靜電除塵器或布袋除塵器；(5)過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生；(6)壓降低，能耗少，符合當(dāng)前節(jié)能減排的要求；(7)可適用于低、中、高硫煤。</p><p><b&g

19、t;　　海水脫硫法</b></p><p>　　海水脫硫工藝是利用海水的堿度和水化學(xué)特性達(dá)到脫除煙氣中的方法，可用于燃煤含量硫不高并以海水作為循環(huán)冷卻水的沿海電廠。海水脫硫的原理是在脫硫吸收塔內(nèi)用海水作為脫硫劑逆行噴淋洗滌，煙氣中的被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放，吸收被海水吸收并在洗滌液中發(fā)生水解和氧化作用，洗滌液引入曝氣池，通過(guò)提升pH抑制的溢出。經(jīng)曝氣處理使其中

20、的被氧化成為穩(wěn)定的一并使海水的pH值與COD調(diào)整達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放大海。此套工藝一般適用于海邊、擴(kuò)散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠，海水脫硫工藝簡(jiǎn)單、無(wú)結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，吸收劑來(lái)源充足、可用率高，無(wú)脫硫灰渣產(chǎn)生，脫硫效率達(dá)9O％以上。高、中、低硫煤均可以采用，但對(duì)于內(nèi)陸電廠，推廣使用不太現(xiàn)實(shí)，深圳西部電廠采用該套工藝用天然海水處理含硫量在0．75％的燃煤，脫硫效率在9O％以上。</p><p><

21、;b>　　荷電干式噴射法</b></p><p>　　采有該工藝的國(guó)內(nèi)電廠主要有山東德州熱電廠、杭州鋼鐵集團(tuán)第二熱電廠、廣州造紙有限公司自備電廠和蘭化熱電廠等。該套工藝具有占地少、投資成本低、運(yùn)行費(fèi)用較低、脫硫率中等等特點(diǎn)，主要適用于中、低硫煤，山東德州熱電廠利</p><p>　　用該套裝置處理含硫1．0％的燃煤脫硫率達(dá)到7O％左右。</p><p&

22、gt;　　電子束照射法(EBA法）</p><p>　　EBA法是一種較新的脫硫工藝，其原理為：在煙氣進(jìn)入反應(yīng)器之前先加入氨氣，然后在反應(yīng)器中用電子加速器產(chǎn)生的電子束照射煙氣，使水蒸氣與氧等分子激發(fā)產(chǎn)生氧化能力強(qiáng)的自由基，這些自由基使煙氣中的和N0x很快氧化，產(chǎn)生硫酸與硝酸，再和氨氣反應(yīng)形成硫酸銨和硝酸銨化肥，由于煙氣溫度高于露點(diǎn)，不需再熱。EBA法是一種干法處理過(guò)程，無(wú)廢水廢渣產(chǎn)生，脫硫率與脫硝率可分別達(dá)到9O

23、％和8O％以上。操作簡(jiǎn)單、過(guò)程易于控制、對(duì)不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的適應(yīng)性和負(fù)荷跟蹤性，副產(chǎn)物可以作為化肥，脫硫成本較低。國(guó)內(nèi)成都熱電廠采用該套裝置處理含硫量2.0％的燃煤，脫硫率達(dá)8O％左右。</p><p><b>　　氨水洗滌法脫硫工藝</b></p><p>　　該脫硫工藝采用氨水作為脫硫吸收劑與進(jìn)入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中與氨水反應(yīng)生成亞硫酸

24、銨，經(jīng)與鼓入的強(qiáng)制氧化空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成硫酸銨溶液，經(jīng)結(jié)晶、離心機(jī)脫水、干燥器干燥后即制得硫酸銨。該法脫硫效率高，能滿足任何地方環(huán)保的要求，整個(gè)系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水或廢渣、能耗低、符合節(jié)能目標(biāo)、運(yùn)行可靠性高和適用性廣。華東理工大學(xué)已經(jīng)完成2.5000 kW 機(jī)組煙氣氨酸法脫硫中試。</p><p>　　煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝(CFB—FGD)</p><p>　　循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是一種使高

25、速氣流與所攜帶的稠密懸浮顆粒充分接觸的技術(shù)。其原理是：在循環(huán)流化床中加入脫硫劑石灰石以達(dá)到脫硫的目的。由于流化床具有傳質(zhì)和傳熱的特性，所以在有效吸收的同時(shí)還能除掉HC1和HF等有害氣體。用此法可處理高硫煤，當(dāng)為1～1．5時(shí)，脫硫效率能達(dá)到9O％ ～97％。CFB—FGD工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對(duì)有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。目前，科林公司與

26、國(guó)際知名公司合作開(kāi)發(fā)的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)已申報(bào)國(guó)家專利并在赤峰熱電廠鍋爐130上應(yīng)用，處于試運(yùn)行階段。</p><p>　　脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫(PPCP法)</p><p>　　PPCP法是靠脈沖高壓電源在普通反應(yīng)器中形成等離子體產(chǎn)生高能電子(5-20 eV)，由于只提高電子溫度，而不是提高離子溫度，能量效率比EBA高2倍。此工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、投資是EBA法的60％ 。

27、因此，成為國(guó)際上千法脫硫脫硝的研究前沿，而且該工藝還具有脫硝能力，高能電子可以激活、裂解、電離煙氣分子，產(chǎn)生OH、O、等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里煙氣中的SCh、NO被活性粒子和自由基氧化為高價(jià)氧化物、并與煙氣中的相遇后形成和，在有或其它中和物存在的情況下生成(NH4)2SO4／的氣溶膠，再由收塵器收集，具有有害污染物清除徹底、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法&l

28、t;/b></p><p>　　將生石灰制成石灰漿，將石灰噴入煙氣中，使氫氧化鈣與煙氣中的SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣。工藝流程比石灰石-石膏法簡(jiǎn)單，投資也比較小。脫硫率較低(約為70-80%)、操作彈性小、鈣硫比高、運(yùn)行成本高、副產(chǎn)物無(wú)法利用且易發(fā)生二次污染（亞硫酸鈣分解）。</p><p>　　濕法脫硫是一種化學(xué)吸收反應(yīng)，吸收劑對(duì)吸收過(guò)程有很大的影響，不同的吸收劑與SO2反應(yīng)的速度也不

29、一樣，常用的吸收劑有：氫氧化鈉或碳酸鈉、氧化鎂、鈉-鈣雙堿、氨、海水、石灰乳等。</p><p>　　氫氧化鈉或碳酸鈉作為吸收劑脫硫，存在如下諸多問(wèn)題：</p><p>　　如果將脫硫后的產(chǎn)物亞硫酸鈉回收利用，存在流程過(guò)長(zhǎng)、回收費(fèi)用過(guò)高、副產(chǎn)品無(wú)銷路等問(wèn)題；</p><p>　　脫硫劑消耗量大、脫硫成本高；</p><p><b>

30、　　增加水處理費(fèi)用。</b></p><p>　　氧化鎂作為吸收劑脫硫：</p><p><b>　　氧化鎂來(lái)源有限；</b></p><p>　　直接排放，對(duì)水體會(huì)造成嚴(yán)重污染；</p><p>　　如果循環(huán)利用脫硫劑，則流程很長(zhǎng)、設(shè)備繁多、占地面積大。</p><p>　　海水作為

31、吸收劑脫硫：</p><p>　　海水通常呈堿性，具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力，當(dāng)SO2被海水吸收后，在經(jīng)處理氧化為無(wú)害的硫酸鹽而溶于海水。硫酸鹽是海水的天然成分，不還造成水體污染，但有一硬性要求海水脫硫必須以工廠坐落于海邊為前提。</p><p><b>　　氨作為吸收劑脫硫：</b></p><p>　　氨是一種良好的堿性吸收劑

32、，其吸收反應(yīng)是氣-氣反應(yīng)，吸收反應(yīng)速度快，反應(yīng)全，但氨的價(jià)格相對(duì)于低廉的石灰石來(lái)說(shuō)是太高了。過(guò)高的運(yùn)行成本使氨法脫硫的推廣受到極大的影響，在脫硫應(yīng)用中極少。</p><p><b>　　鈉-鈣雙堿法脫硫：</b></p><p>　　用作吸收劑脫硫，用Ca(OH)2作為的再生劑。其主要化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)式如下：</p><p><b>　　

33、吸收：</b></p><p><b>　　再生： </b></p><p>　　石灰乳作為吸收劑脫硫:</p><p>　　脫硫產(chǎn)物是硫酸鈣（石膏），可容易地從脫硫系統(tǒng)中分離出來(lái)，不會(huì)對(duì)環(huán)境水體造成污染，不存在脫硫廢水的處理問(wèn)題；這種脫硫劑是價(jià)廉易得的石灰石，脫硫成本低，企業(yè)能承受，且這種方法技術(shù)成熟，可靠性高。</p>

34、;<p><b>　　除硫效率</b></p><p>　　按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13217-2001），計(jì)算出SO2 的脫硫效率</p><p><b>　　除硫設(shè)備的論證</b></p><p>　　吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求有持液量大、氣液相見(jiàn)的速度高、氣液接觸面積大、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力

35、小等特點(diǎn)。目前較常用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、噴射鼓泡塔和道爾頓型塔四類。其中噴淋塔是濕法脫硫的主流塔型。各種塔型的優(yōu)缺點(diǎn)列于下表。</p><p>　　煙氣脫硫用洗滌塔性能比較</p><p><b>　　工藝方案</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)擬用石灰石/石灰-石膏濕法，以碳酸鈉為吸收劑，石灰石為再生劑，并采用填料塔。由于鍋爐煙氣溫

36、度高達(dá)280，不適合二氧化硫的吸收去除，故需先將其進(jìn)行冷卻預(yù)處理，經(jīng)過(guò)冷卻塔后煙氣的溫度可降至60左右，送入鈉堿吸收塔，原始吸收溶液濃度150,吸收后生成的進(jìn)入儲(chǔ)罐投加固體濃縮緩沖。根據(jù)儲(chǔ)罐中溶液的停留時(shí)間，選兩個(gè)儲(chǔ)罐，一個(gè)生產(chǎn)儲(chǔ)罐，另一個(gè)作為備用儲(chǔ)罐。應(yīng)吸收塔較高，吸收塔出口溶液進(jìn)入儲(chǔ)罐采用自流，省去了泵的使用。因尾氣溫度較高，且碳酸鈉溶考慮到尾氣的溫度較高，濕度較大，不適宜用干法吸收，該工藝流程設(shè)計(jì)以碳酸鈉溶液吸收塔吸收尾氣中的二氧

37、化硫。高溫不利于吸收反應(yīng)的進(jìn)行，并且對(duì)吸收塔的腐蝕較大，應(yīng)此先將尾氣降溫處理。由于尾氣中的二氧化硫具有強(qiáng)腐蝕性，操作過(guò)程中反應(yīng)都受到PH值的影響，隨時(shí)需要進(jìn)行酸度調(diào)節(jié)；因此需在地下池設(shè)備中安裝PH值自動(dòng)控制儀表，調(diào)節(jié)水的酸度，防止對(duì)環(huán)境的二次污染。冷卻塔出水由于吸收大量的熱能，出水溫度升高，要循環(huán)利用地下池的水需經(jīng)循環(huán)水冷卻塔降溫，循環(huán)水冷卻塔采用自然通風(fēng)冷卻，安裝兩臺(tái)進(jìn)水泵，一個(gè)生產(chǎn)用泵，一個(gè)備用泵，水來(lái)自集水池；兩臺(tái)出水泵，一個(gè)生產(chǎn)

38、用泵，一個(gè)備用泵，水送往</p><p>　　吸收塔出口氣體溫度為60左右，用引風(fēng)機(jī)引氣排放，由于氣液分離不完全，氣體中攜帶水蒸氣會(huì)引起引風(fēng)機(jī)的震蕩，因此在引風(fēng)機(jī)前應(yīng)設(shè)置氣液分離器。且氣體溫度降低，在高煙囪中會(huì)冷凝酸化，腐蝕煙囪，且氣體溫度降低不利于氣體的擴(kuò)散排放，在排放前要升高氣體溫度，使氣體在煙囪口的排放溫度達(dá)到160以上。</p><p><b>　　反應(yīng)機(jī)理</b&

39、gt;</p><p><b>　?。?）吸收反應(yīng)</b></p><p>　　洗滌過(guò)程的主要反應(yīng)式：</p><p><b>　　++→2</b></p><p>　　洗滌液內(nèi)含有再生后返回的及系統(tǒng)補(bǔ)充的,在洗滌過(guò)程中生成亞硫酸鈉。</p><p><b>　　2

40、+→+</b></p><p><b>　　+→+</b></p><p>　　在洗滌液中還含有,系煙氣中的與亞硫酸鈉反應(yīng)而生成。</p><p><b>　　2+→2</b></p><p><b>　?。?）再生反應(yīng)</b></p><p&g

41、t;　　用石灰漿料進(jìn)行再生時(shí)：</p><p><b>　　+ +→2 +↓ </b></p><p>　　亞硫酸鈣的一般形式為半水亞硫酸鈣。用石灰石粉再生時(shí)：</p><p>　　2 + → ++ +1/2</p><p>　?。?） 硫酸鈉的去除 </p><p>　　硫酸鈉用硫酸酸化使其轉(zhuǎn)變

42、為石膏來(lái)去除。</p><p><b>　　+2++3→2+2</b></p><p>　　加酸后，PH 下降到2―3，使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為亞硫酸氫鈣而溶于溶液中，于是溶液中的超過(guò)了石膏的溶度積，使石膏沉淀出來(lái)。</p><p><b>　?。?） 氧化反應(yīng)</b></p><p>　　在回收法中，最終

43、產(chǎn)品是石膏，需將由再生反應(yīng)應(yīng)得到的亞硫酸鈣氧化為石膏。</p><p><b>　　+→</b></p><p><b>　　工藝流程</b></p><p>　　鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)、噴淋增濕降溫后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過(guò)噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴

44、射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3、HCL和HF，與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏（CaSO4?2H2O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過(guò)噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。</p><p>　　在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵排出，進(jìn)入石

45、膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級(jí)脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機(jī)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級(jí)除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。</p><p>　　在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46~60℃左

46、右，且為水蒸氣所飽和。通過(guò)GGH將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。</p><p><b>　　工藝計(jì)算</b></p><p><b>　　冷卻塔</b></p><p>　　冷卻塔中水的相變過(guò)程：</p><p>　　200(汽）→100 (汽）→100 (水）→60 (水

47、）</p><p><b>　　總放熱量</b></p><p><b>　　Q=Q汽=</b></p><p>　　=15000×1.101×(200-60)</p><p><b>　　=2312100</b></p><p>　

48、　其中:—鍋爐煙氣的平均比熱容/();(=1.101/())</p><p>　　--焚鍋爐煙氣的溫度差；（=200-60=140）</p><p><b>　　冷卻水消耗量</b></p><p>　　m==2312100/(4.3*35)=15362.8</p><p>　　L=m/=15362.8/1000=15.

49、36</p><p>　　其中：Cp2--水的比熱容，kcal/(kg.℃)；（Cp水=4.3kcal/(kg.℃））</p><p>　　--冷卻水的溫度差，；（ t2=45-10=35）</p><p>　　--水的密度,kg/m3;(=1000)</p><p><b>　　塔徑</b></p>&l

50、t;p><b>　　= 3.8m</b></p><p>　　其中：v--氣體體積流量，;（v=49880/3600=13.9)</p><p>　　μ--空塔氣速，m/s;（空塔氣速一般為0.5-1.2m/s,取μ=1.2m/s)</p><p>　　塔截面積 S0=1/4πD02=1/4×3.14×3.8=3m2&

51、lt;/p><p>　　將塔截面積放大1.1倍，即：</p><p>　　S=1.1S0 =1.1×3=3.3m2</p><p><b>　　塔徑為：</b></p><p><b>　　塔高</b></p><p>　　冷卻塔是空塔，其高度是液氣接觸段、上部的液氣分

52、離段與下部的液氣分離段之和。</p><p>　　設(shè)液氣接觸段氣體的停留時(shí)間設(shè)計(jì)10秒，則液氣接觸段的高度</p><p>　　=μt =1.2×10=12 m</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，上下段分離高度至少大于塔徑，一般為1.5～2D（塔徑）。</p><p>　　取1.5倍，則上下段分離高度為：</p><

53、;p>　　=1.5D=1.5×2=3m</p><p><b>　　群座高為 =1m,</b></p><p><b>　　則吸收塔高為</b></p><p>　　H=++=12+3+1=16m</p><p><b>　　吸收塔</b></p>

54、<p><b>　　溶液用量</b></p><p>　　鍋爐煙氣中二氧化硫的含量為: </p><p>　　尾氣急冷過(guò)程中被吸收掉0.7%.則進(jìn)塔氣體中含量為：</p><p>　　=202.6×(1-0.7%)=201.2</p><p>　　設(shè)吸收塔中的去除率為96%，即去除量為：</p

55、><p>　　=201.2×96%=193.2</p><p><b>　　排除氣體中含量為：</b></p><p>　　=201.2-193.2=8k</p><p><b>　　由反應(yīng)方程式：</b></p><p><b>　　+ → +↑<

56、/b></p><p>　　1mol 1mol 1mol 1mol</p><p>　　可知吸收64kg需 106kg ，則用量為：</p><p>　　m =193.2/64×106=320，設(shè)用溶液的濃C為200,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，則用量為：</p><p>　　=m/C=320÷30%&

57、#247;200 =5.3=1060kg/h</p><p>　　取安全系數(shù)1.5，則Na2CO3溶液實(shí)際用量為</p><p>　　L =1.2×1060=1272kg/h</p><p><b>　　塔徑</b></p><p><b>　　1）氣體體積流量</b></p>

58、<p>　　Vs =/ =15000/1.0235=14656</p><p>　　其中 ： —鍋爐煙氣出口每小時(shí)排除煙氣質(zhì)量，kg/h;(=15t/h)</p><p>　　—60℃時(shí)煙氣密度，;(=1.0235)</p><p><b>　　2）填料的選擇</b></p><p><b>　　

59、Ф=25mm ，</b></p><p>　　比表面積a=209m2/m3，</p><p>　　空隙率x=0.09m3/m3，</p><p>　　堆積面積:p=72.6kg/m3</p><p>　　每m3填料個(gè)數(shù): n=51.1 ×103 </p><p>　　填料因子：Ф=170m-

60、1</p><p><b>　　填料塔尺寸：</b></p><p><b>　　塔徑D=1.5m </b></p><p><b>　　塔高H=13.3m</b></p><p>　　塔壁厚度 4 mm </p><p><b>　

61、　群座高：3.5m</b></p><p><b>　　3） 塔徑</b></p><p>　　60時(shí)煙氣密度=1.0235,</p><p><b>　　常溫時(shí)碳酸鈉溶液：</b></p><p>　　密度=1200, 黏度μ=2.3</p><p>　　溶液

62、密度與水的密度比為： ψ=0.8</p><p>　　進(jìn)塔氣體質(zhì)量流量=20t/h</p><p>　　進(jìn)塔碳酸鈉溶液質(zhì)量流量WL= 331.2kg/h</p><p>　　查圖得 p=0.008,</p><p>　　液泛氣速=0.55m/s</p><p>　　U=0.7=0.7×0.55=0.385m/

63、s </p><p>　　=[(4×4)/（3.14×0.385) =3.6m</p><p>　　其中：—— 氣體體積流量，14656/3600=4m3/s;</p><p>　　U—— 空塔氣速,m/s;</p><p>　　塔截面積為： = 1/4×3.14×3.62=10m2,</p&g

64、t;<p>　　比例因子取1.2， A=1.2A0 =1.2×10=12</p><p>　　計(jì)算得 D=3.6m</p><p><b>　　塔高</b></p><p><b>　　1）氣相流率 </b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積流量為：</p>

65、;<p>　　=4×273/(60+273)=3.28</p><p><b>　　氣相流速為：</b></p><p>　　G=V0/22.4A=3.28/(22.4×12)=0.012Kmol</p><p><b>　　2）傳質(zhì)單元高度</b></p><p>

66、;　　=0.012/（4.10×0.01）=0.3m</p><p>　　其中 ——總傳質(zhì)系數(shù)，Kmol/(s.m2)； =4.10×Kmol</p><p><b>　　3）傳質(zhì)單元數(shù)</b></p><p>　　進(jìn)塔氣體的摩爾流量為：</p><p>　　={(8.35×3.44

67、5;103)/273}×{(60+273)/ (22.4×)}</p><p>　　=1.6×106mol/h</p><p>　　進(jìn)塔氣體中的二氧化硫的摩爾流量為：</p><p>　　=(202.6×103/64)×(1-0.7%)=3143.8mol/h</p><p>　　塔氣體的摩爾

68、流量為：</p><p>　　=1600000-3143.8×96%</p><p>　　=1596981.95mol/h</p><p>　　出塔氣體中二氧化硫的摩爾流量為：</p><p>　　=202600×(1-0.7%)×(1-96%)/64</p><p>　　=125.74m

69、ol/h</p><p>　　=(0.001965-0.00007873)/0.001965</p><p><b>　　=0.96</b></p><p>　　其中： =3143.8/1600000=0.001965</p><p>　　=125.74/1596981.95=0.00007873</p>

70、<p><b>　　_傳質(zhì)系數(shù)；</b></p><p><b>　　4）填料層高度</b></p><p>　　=0.3×0.96=0.288m</p><p>　　=1.8=1.8×0.288=0.52m</p><p>　　分一層，層高度0.52m</p&g

71、t;<p><b>　　5）總塔高</b></p><p>　　=0.52+3.2+3.5+0.5=7.72m</p><p>　　其中：——填料層高度，m：h=0.5m;</p><p>　　——分離與分布區(qū)高，m; =3.2m;</p><p>　　——裙座高度，m; =3.5m;</p>

72、<p><b>　　換熱器</b></p><p><b>　　計(jì)算換熱器的熱負(fù)荷</b></p><p>　　=1272×2.45×(60-45)=46746KJ/h</p><p>　　其中： --溶液質(zhì)量流率，kg/h;</p><p>　　--溶液比熱容，KJ

73、/()；（cp1=2.45KJ/()）</p><p>　　--溶液進(jìn)口溫度，K;(T1=60+273=333K)</p><p>　　--溶液出口溫度，K;(=45+273=318K)</p><p><b>　　計(jì)算換熱面積</b></p><p><b>　　1）冷卻水出口溫度</b><

74、/p><p>　　=20+46746/(200×4.18)=76</p><p>　　其中： --冷卻水入口溫度，；（=20）</p><p>　　--冷卻水質(zhì)量流率，kg/h;( =200kg/h)</p><p>　　--冷卻水比熱容，KJ/()；（cp2=4.18KJ/()</p><p>　　采用冷卻水

75、與溶液并流，冷卻水走管程，溶液走殼程。</p><p><b>　　對(duì)熱平均溫差：</b></p><p><b>　　=8.11</b></p><p><b>　　2）總傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　管程：</b></p>

76、<p>　　=0.025×0.5×1000/(2.3×)=5434.7</p><p>　　Re>4000（湍流）</p><p>　　=2.45×2.3×/0.55=0.010</p><p>　　其中：d—換熱管直徑，m;(d=0.025m)</p><p>　　K1傳熱

77、系數(shù)，W/(m.℃))</p><p>　　=0.023×0.55/0.025××</p><p>　　=123.68W/(m2.℃)</p><p>　　殼程：查資料得冷卻水的傳熱系數(shù)</p><p>　　K=100W/(m2.℃)</p><p><b>　　總傳熱系數(shù) &l

78、t;/b></p><p>　　=59.0 W/(m2.℃)</p><p><b>　　3）計(jì)算換熱面積</b></p><p>　　=46746/(59×8.11)=97.7m2</p><p><b>　　冷卻水量</b></p><p><b&g

79、t;　　由 </b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　=46746/(4.18×76)</p><p>　　=147.14kg/h</p><p><b>　　泵和風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算</b></p><p><b>　

80、　水泵</b></p><p>　　其作用是將地下水的水送往循環(huán)水冷卻塔，于地面安裝，提升高度5m，流量90m3/h,查《工業(yè)水處理設(shè)備手冊(cè)》，選用型號(hào)為IS80-65—160的水泵2臺(tái)，一用一備，性能參數(shù)如下：</p><p>　　表四 水泵性能參數(shù)</p><p><b>　　循環(huán)水泵</b></p><p

81、>　　其作用是將冷卻水從集水池提升到冷卻塔，于地面安裝，提升高度13.8m，流量90m3/h，查《工業(yè)水處理設(shè)備手冊(cè)》，選用型號(hào)為IS100-80-125的水泵2臺(tái)，一用一備，性能參數(shù)如下：</p><p>　　表五 循環(huán)水泵性能參數(shù)表</p><p><b>　　堿液泵</b></p><p>　　安裝在換熱器之前，用于將堿液從儲(chǔ)罐送

82、往換熱器及循環(huán)送往吸收塔，選用型號(hào)為IS65-50-125的泵2臺(tái)，一用一備，性能參數(shù)如下：</p><p>　　表六 堿液泵性能參數(shù)</p><p><b>　　風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)Gs=1772.8m3/h,供氣壓力為12.96kpa,選用2臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)，一用一備，性能參數(shù)如下：</p><

83、;p>　　表七 風(fēng)機(jī)性能參數(shù)</p><p><b>　　附圖</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　1. 最終排放煙氣中污染物濃度預(yù)計(jì)為: SO2≤500mg/m3，煙塵≤100mg/m3。不僅低于排放標(biāo)準(zhǔn)，而且在以后10年內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)再嚴(yán)格也有適用。石灰石/石灰-石膏濕法，以碳酸鈉

84、為吸收劑，石灰石為再生劑的脫硫工藝，預(yù)計(jì)可以達(dá)到99﹪，使用本方案煙塵排放不會(huì)超標(biāo)。</p><p>　　2石灰石/石灰-石膏濕法，以碳酸鈉為吸收劑，石灰石為再生劑的脫硫工藝通過(guò)工程實(shí)例證明, 其系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高, 除塵脫硫效率高,完全達(dá)到了國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn), 在技術(shù)上是完全可靠的。投資少,占地面積小, 運(yùn)行費(fèi)用低, 非常適合我國(guó)的國(guó)情。不但在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是可行的, 而且經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都非常顯著。 </p&