脱硫设计计算方法剖析

湿式石灰石-石膏法烟气脱硫设计方法及过程湿法脱硫设计1、物料平衡计算：建立物料平衡表•烟气平衡•脱硫剂（脱硫产物）平衡•水平衡汽轮机（两台）额定功率：2×300MW锅炉（两台）连续蒸发量：2×1025t/h处理烟气量（两台按设计煤种计算）湿烟气量（172℃）：2×2017275m3/h湿烟气量：2×1236557Nm3/h干烟气量：2×1149963Nm3/h烟气中SO2浓度：1663mg/Nm3湿烟气烟气原始参数确定关键参数•钙硫比•脱硫效率•液气比•石膏品质•石灰品质2、建立工艺流程图•与物料平衡表同时3、关键控制回路•烟气量、烟气中二氧化硫浓度及钙硫比控制进浆量•pH值调节BCDEFBCDEFGH日期签署专业签署专业ABCDEFABCDEFGH日期签署专业日期签署专业清华同方股份有限公司能源环境公司123456789101112123456789101112ABCDEFABCDEFGH日期签署专业日期签署专业清华同方股份有限公司能源环境公司版次图号张数阶段专业比例共张第张设计校核审核说明日期审定修改项目经理ABCDEF日期签署专业日期签署专业ABCDEFABCDEFGH日期签署专业签署专业清华同方股份有限公司能源环境公司版次阶段BCDEFBCDEFG日期签署专业4、脱硫反应塔•上升速度•停留时间•液气比•pH值•循环浆液浓度•液柱高度•脱硫能力•搅拌•防腐蚀•防堵塞氧化曝气装置•循环氧化槽的容量•氧化空气的停留时间•氧化空气的过量系数•氧化空气的压力、温度•循环浆液的pH值•CaSO3的结晶与CaSO4结晶•氧化曝气装置的防堵塞•氧化曝气装置的防腐蚀浆液喷射装置•浆液流量的调节•喷嘴的特殊结构•浆液管道的防腐蚀•浆液管道的防堵、防垢图号版次阶段共张第张工艺数据表能源环境公司清华同方股份有限公司专业张数设备位号名称型号制造厂数量设计校核审核说明日期审定修改项目经理山西古交电厂烟气脱硫项目T201T301图号版次阶段共张第张工艺数据表能源环境公司清华同方股份有限公司专业张数设备位号名称型号制造厂数量设计校核审核说明日期审定修改项目经理运行方式流量kg/h温度°C操作压力MPa液位mm操作参数密度kg/m3基本风压KN/m室外温度°C大气压力hPa地震烈度操作环境2工作场所主要材料防腐保温安装制作60常压最低10730.417室外碳钢防腐50mm厚岩棉最高1090011200冬季夏季933919粘度mPas.物料名称石膏浆液搅拌器伴热除雾器喷嘴附属设备2套4-6pH1.06烟气入口出口9548脱硫塔符号DN用途PN法兰面标准接管表ab1-3cd1g1-5k1-nm1-3DN150PN1.6突面HG20593-97放净口DN250PN1.0HG20593-97溢流口HG20593-97烟气进口人孔氧化风进口仪表接口DN100PN1.6HG20593-97DN80PN1.6HG20593-97突面突面突面突面DN900PN1.6循环浆液出口8000×4000d2烟气出口8000×4000e1-6HG20593-97突面DN600PN1.6循环浆液入口f1-32HG20593-97突面DN150PN1.6除雾器冲洗水入口h1-3浆液回流口DN100PN1.6HG20593-97突面j1-2出料口DN100PN1.6HG20593-97突面0内部审核0内部审核A/2001.09.30M0102-PR01.03.30-0初设工艺山西古交电厂烟气脱硫项目T201T3012套脱硫塔A/2001.09.30M0102-PR01.03.30-0初设工艺连续运行极端最低-21.43132度图号版次阶段共张第张工艺数据表张数制造厂数量设计校核审核说明日期审定项目经理山西古交电厂烟气脱硫项目T201T301图号版次阶段共张第张工艺数据表能源环境公司清华同方股份有限公司专业张数设备位号名称型号制造厂数量设计校核审核说明日期审定修改项目经理图号版次阶段共张第张工艺数据表能源环境公司清华同方股份有限公司专业张数设备位号名称型号制造厂数量设计校核审核说明日期审定修改项目经理kg/h°CMPammkg/m3KN/m°ChPa260常压最低10730.417室外碳钢防腐50mm厚岩棉最高1090011200冬季夏季933919mPas.石膏浆液2套4-61.06烟气入口出口9548脱硫塔符号DN用途PN法兰面标准接管表ab1-3cd1g1-5k1-nm1-3DN150PN1.6突面HG20593-97放净口DN250PN1.0HG20593-97溢流口HG20593-97烟气进口人孔氧化风进口仪表接口DN100PN1.6HG20593-97DN80PN1.6HG20593-97突面突面突面突面DN900PN1.6循环浆液出口8000×4000d2烟气出口8000×4000e1-6HG20593-97突面DN600PN1.6循环浆液入口f1-32HG20593-97突面DN150PN1.6除雾器冲洗水入口h1-3浆液回流口DN100PN1.6HG20593-97突面j1-2出料口DN100PN1.6HG20593-97突面kj1-2g5m1-3ab1-3cd1e1-nf1-8f9-16f17-24f25-32d2g2h1-3g1g3g4内部审核0内部审核0内部审查A/2001.09.30M0102-PR01.03.30-0初设工艺山西古交电厂烟气脱硫项目T201T3012套脱硫塔A/2001.09.30M0102-PR01.03.30-0初设工艺山西古交电厂烟气脱硫项目T201T3012套脱硫塔A/2001.09.30M0102-PR01.03.30-0初设工艺连续运行极端最低-21.4313233度123456789101112123456789101112ABCDEFABCDEFGH日期签署专业日期签署专业清华同方股份有限公司能源环境公司项目号图号张数阶段专业比例共张第张设计校核审核说明日期审定版次项目经理123456789101112123456789101112ABCDEFABCDEFGH日期签署专业日期签署专业清华同方股份有限公司能源环境公司版次图号张数阶段专业比例共张第张设计校核审核说明日期审定版次项目经理5、平面布置烟气脱硫过程设计计算烟气平衡GGHDL,SL1,SL2SCRUBBERSTACKFANV6,T6,x6V2,T2,x2V4,T4,x4V5,T5,x5V1,T1,x1V3,T3,x3DLdirectleakageSL1leakageraw-cleanSL2leakageclean-rawScV0,T0,x0燃煤/烟气组份•输入数据–机组容量300[MWel]–燃煤热值(Hu)20.600[kJ/kg]–全厂效率41,3[%]–含硫量0,79[%]假定:•1[kg]煤→8,5[Nm³(wet)]烟气•含水量→7,2[%]燃煤烟气组份•燃烧计算]/³[800.77]/³[200.002.1)072,01(]/³[000.080.1]/³[000.080.1]/³[5,8]/[000.127]/[127]/[600.20413,0600.3][300600.3hNmVhNmhNmVhNmkgNmhkgVVmVhtkgkJMWmHPmwaterdrywetfluegascoalwetcoaluelcoal燃煤烟气成分•水蒸汽密度]/[500.62砞/[803,0]/³[800.77砞/[803,0000.1][15,273]/[314,8]/[18][300.101::hkgNmkghNmmNmkgKmolKJmolgPaTRMpVmDensityMmnTRVpnTRnVpequationgasGeneralwaterwaterwaterwaterwaterwaterwaterwaterwaterwaterwater•烟气密度assumeddata•Densityfluegas→1,35[kg/Nm³]•质量流量]/[500.414.1]/[500.62]/[000.352.1]/[000.352.1砞/[35,1]/³[200.002.1,,,,,,,,,hkgmhkghkgmmmmhkgmNmkghNmmVmwetgasfluewetgasfluewaterdrygasfluewetgasfluedrygasfluedrygasfluedrygasflueinletdrydrygasflue燃煤烟气成分化学过程•输入数据–SO2–removalefficiency→95[%]–Sproportionincoal→0,79[%]–Coal→127[t/h]–S+O2=SO2Noteatomicmass:S=32[g/mol]O=16[g/mol]Ca=40[g/mol]C=12[g/mol]H=1[g/mol]燃煤烟气成分•SO2production&removal]/[9,1[%]95]/[2]/[2]/[000.2]/[000.127[%]79,0]/[32]/[64,2,22,222222hthtmeffeciencymmhthkgmhkgmolgmolgmmproportionMMmremovalSOremovalSOSOremovalSOSOSOcoalSOSSOSO燃煤烟气成分•SO2-content•Inputdataassumeddata•O2contentindrygas→7[%]drydrySOdrySOSONmmgNmkghNmhkgcVmc砞/[000.2砞3/[002,0]/³[000.002.1]/[000.2222燃煤烟气成分•SO2contentat6[%]O2砞/[142.2721621砞/[000.2[%]62[%]62[%],2,2[%]6,2,2[%]2[%]62NmmgcNmmgcccccccatSOatSOxOairOOairOxatSOatSO燃煤烟气成分吸收塔热动力学/绝热饱和•假定–电除尘器出口温度→138[°C]–GGH出口温度→108[°C]干烟气中水含量计算]/[046,0]/[000.352.1]/[500.6221,1gasfluedrykgOHkghkghkgxmmxdrygasfluewater在h,x图上,108[°C]和0,046[kg/kg,dry]的交点的焓h=233[kJ/kg].沿等焓线到饱和线可得到饱和温度]/³[100.42砞/[803,0]/[800.33]/[800.33]/[000.352.1)046,0071,0()(]/[071,0][48,,,,,,,,,,2hNmNmkghkgVmVhkgmhkgmmxxmkgkgxCsaturationwatersaturationwatervapourisedwatersaturationwatervapourisedwatervapourisedwaterdrygasflueinletwateroutletwatervapourisedwaterdrysaturation吸收塔热动力学/绝热饱和Thermodynamicsforscrubber/adiabaticsaturation•吸收塔出口净烟气wetwetgascleanwetgascleangascleanvapourisedwaterinletdrywetgascleangascleanvapourisedwatergascleanvapourisedwatersaturationwaterwatergascleanvapourisedwaterhNmVhNmhNmVVVVhNmVhNmhNmVVVV]/³[000.122.1]/³[900.119]/³[000.0