朝阳公司烟气脱硫设计计算师弟

1、设计参数耗煤量：27t/d，全硫含量：0.8%-1%， 烟气温度：150煤气硫含量：450mg/ m3, 发生炉煤气产量：4000 m3/t转化成二氧化硫的硫含量：847 mg/ m3设计计算1.烟气量计算单日产气总量=27x4000=108000m3则所选煤气的分子量M=2x13.33%+28x27.40%+16x1.5%+44x3.8%+28x49.6%+18x4.17%+32x0.2%=24.553则所选煤气24.553kg/kmol÷22.4Nm3/kmol=1.096kg/ m3低位发热值Qd=10805x13.33%+12650x27.40%=4906.4kJ/N m3=

2、4906.4/4.1868=1171.88kcal/N m3=4906.4/1.3053=3758.83kcal/kg设1立方米发生炉煤气完全燃烧，空气系数=1.5经计算，理论空气需要量Qv=1.11 m3 实际空气量=1.11x1.5=1.67 m3理论需氧量=0.234 m3烟气中过剩氧气量=（a-1）x理论需氧量=0.5x0.234=0.117 m3过剩氮气量=过剩氧气量x78/21=0.117X78/21=0.435 m3理论烟气量=1.03 m3实际烟气量=理论生成物总量+过剩氧气量+过剩氮气量=1.03+0.117+0.435=1.582 m3则烟气量Q=108000x1.582/

3、24=7119 m3/h（150度）进行温度修正后的烟气量Q=7119*（273.15+20）/（273.15+150）=4908.7 m3/h（20度）锅炉烟尘最高允许排放浓度及黑度限值锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度限值本设计中燃气锅炉属于二时段（2001年1月1日），即烟尘最高允许排放浓度为50mg/m3，二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/ m3。2.工艺流程见设计方案3.二氧化硫排放量Qs=847/1000/1000x7119=6.03kg/h;烟气脱硫主要设备设计计算1. 喷淋塔设计计算烟道烟气流速取18m/s。塔直径及底面积计算D=4*71193.14*3600*2.2=

4、1.07mD取1m，底面积S=0.785m2.脱硫塔高度设计（参考四川省犍为玻业有限责任公司玻璃炉石油焦粉烟气除尘脱硫项目-双碱法）空塔气速取2.2m/s，氢氧化钠与二氧化硫等的接触反应时间一般为2-3秒，则脱硫塔内下层喷嘴以下至塔底的高度为2.2*2.5=5.5m。塔体上部空间取1.5m，两层喷嘴之间的高度为1.8m，则全塔高度为：H=1.5+1.8+5.5=8.8m。最终脱硫塔高度取8m。液气比取2.5 L/ m3，液体流量L=Vx2.5=7119x2.5=17797.5L/h=17.8m3/h;计算循环浆液区的高度烟气管道设计计算1. 烟气输送管道管径的计算本设计不安装电除尘设备。管道1

5、-7：Q=7119m3/h，T=150，含尘气体在管道内的最大流速不应超过16-18m/s以防止管道的磨损；最低速度为8-10m/s，以防止粉尘沉积而阻塞管道。本次设计流速取15m/s。D1-7=4Q3600u=4*71193600*3.14*15=0.410m取D1-7=400mm。核算u=15.7m/s，小于16-18m/s，符合要求。管道10-11：烟气经过脱硫塔后，温度有所降低，设T=95。烟气量为：Q=95+273.15*7119150+273.15=6193.7m3/h取流速为16m/s，计算公式同上：D10-11=4Q3600u=4*6193.73600*3.14*16=0.37

6、m取D10-11=400mm。核算的流速为13.7m/s，符合要求。管道11-12，12-13：管道11-12为水平管道，管道12-13为垂直管道。烟气量为6193.7m3/h，取流速为15m/s。计算如下：D10-11=4Q3600u=4*6193.73600*3.14*15=0.38m取D10-11=400mm。核算的流速为13.7m/s，符合要求。2. 烟气输送管道压力降估计由于燃煤气所产烟气无论是含硫还是含尘都比燃煤烟气低得多，所以，以燃煤烟气脱硫实例为依据，估计压力降800Pa。烟气脱硫系统总压力降本设计脱硫塔压降取700Pa，则脱硫系统总压力降为1500Pa。风机和电机的计算（1）

7、 引风机的选型引风机的风量计算：Q0=Q1+K1=7119*1+0.12=7973.3m3/h引风机的风压计算：P0=P1+K2=1500*1+0.15=1725Pa根据风量和压力，选择Y4-68-NO4.5A型引风机，性能参数如下：全压：1834-2658Pa，流量：5790-10485m3/h，电动机型号：Y132S2-2电动机功率：7.5kW。已知氧气中二氧化硫流量为Qs=847/1000/1000x7119=6.03kg/h;设计脱硫效率为92%（最小脱硫效率=(847-100)/847=89%）),从这个方程式可以看出Na2CO3、SO2和Ca(OH)2的化学计量比为1:3:2.参加

8、反应的二氧化硫质量流速为：6.03*92%=5.55kg/h，为了保证达到脱硫效果，取富裕系数1.5。消耗的Na2CO3质量流量为：5.55/64x1/3x106x1.5=4.6kg/h;消耗的Ca(OH)2摩尔流量为：5.55/64x2/3x1.5=0.087kmol/h;由于生石灰和氢氧化钙的摩尔比为1:1，所以消耗石灰的摩尔流量也为0.087kmol/h。换算为质量流量为：0.087x56=4.86kg/h;化灰器的设计Ca(OH)2密度为2240kg/m3，由于含固率为13%，所以根据下式计算可得石灰浆液的密度rm=1078kg/m3化灰器的体积为12*a3=0.087*74*24*3

9、1078解得a=0.95m。尺寸为2000mmx1000mmx1000mm。石灰浆液和塔底部溢流分出一部分脱硫液进入到再生池。要维持系统的稳定运行，保持再生池pH值在6.87左右。虽然脱硫液为Na2SO3和NaHSO3 的混合液。由于pH值控制在7左右，所以脱硫液主要成分为Na2SO3。按脱硫液种全是Na2SO3来进行计算，这样算的面积最大。根据前面的反应方程式可算出脱硫液中Na2SO3的量为0.043Kmol/h。查得Na2SO3的密度为2630 kg/m3，溶解度为20g/100g水。其溶液的密度为：0.043*126*24*31141.4=0.342m3石灰浆液的体积为：0.0

10、87*74*24*31078=0.43m3所以再生池的体积为：0.342+0.43=0.772m3，假设池子的长为2a，宽为a，高也为a，则池的体积为：2a3=0.772解得：a=0.728 m所以再生池的大小为：1.5mX0.8mX0.8m.再生池再生池为连续循环，脱硫液和石灰浆液在清水池的反应时间一般为5-10分钟，停留时间取8min，。根据脱硫塔的液气比可以算出所需液体流量为17797.5L/h，即0.297m3/min,所以清水池的体积为0.297X8=2.38m3，可计算得其尺寸为：2mX1.2mX1.2m。沉淀池沉淀池是用来利用沉淀作用去除水中悬浮物。石灰浆液和部分脱硫液在沉灰池经

11、过一定的时间后，取上清液。沉淀时间取30min，所以沉淀池的容积为0.297*30=8.91m3为。尺寸为：3.5mX1.5mX2m。纯碱搅拌罐纯碱搅拌罐可储存三天的碱液量，设罐的半径为R，其高为2.4R，已知纯碱的质量流量为3.4kg/h，查得纯碱在20摄氏度下的溶解度为21.8g/100g水，纯碱的密度为2532kg/m3,所以：计算可得纯碱搅拌罐的尺寸为：RxH=340mmx1000mm。浆液输送管道的设计1、循环池到旋流板塔。管径为d1，液体的流量为17.82m3/h，即4.95*10-3m3/s取流速为0.8m/s，计算如下：d1=4Vs4Pu4=4*4.95*10-33.14*0.

12、8=0.089m=89mm取100mm管径，计算流速0.63m/s，在0.5-3.0m/s之内，符合要求。2、从脱硫塔到再生池。管径为d2，液体流量为17.82m3/h，即4.95*10-3m3/s取流速为0.8m/s，计算如下：d4=4Vs4Pu4=4*4.95*10-33.14*0.8=0.089m=89mm取100mm，计算流速为0.63m/s，在0.5-3.0m/s之内，符合要求。脱硫液循环泵的选择Qv=0.297m3/min=17.82m3/h选择65FSB-20(L)型氟塑料离心泵，其参数见上表冲洗泵的选择选择IS80-50-200型离心泵，其参数为：转速2900r/min，效率5

13、5-71%，轴功率7.87-10.8kW，所配电动机功率为15kW。烟囱设计计算在烟囱设计准则中，为防止烟囱本身对烟流的下洗现象，烟囱出口烟气流速不得低于该高度处平均风速的1.5倍；为了利于烟气抬升，烟囱出口烟气流速不宜过低，一般在20-30m/s；假设当地的风速为2m/s，所以us为28m/s。烟气量原本为7119 m3/h，经过除尘脱硫处理后温度有所降低，假定烟气温度为95，则此时的烟气量根据理想气体状态方程计算得：95+273.15*7119150+273.15=6193.7m3/h=1.72m3/s所以烟气流量为6193.7m3/h，大气温度为20。烟囱出口直径计算：d=4Qvus=4

14、*6193.73.14*3600*28=0.28m烟气抬升高度：霍兰德公式有烟气抬升高度：H=usDu(1.5+2.7*Ts-TaTsD)式中：us-烟囱出口烟气流速，m/s； u -烟囱出口风速，m/s； D-烟囱出口直径，m； Ts-烟囱出口出的烟气温度，K； Ta-环境大气温度，K。H=usDu1.5+2.7*Ts-TaTsD=28*0.282*1.5+2.7*95-2095+273*0.28=6.48m污染物排放浓度：(50和100mg/m3达标排放的二氧化硫浓度与粉尘浓度值)Q=1.72*50+100/1000=0.26g/s;烟囱高度：按照我国标准GB/T13201-91中规定的气态污染物和电站烟尘排放源的允许排放量计算公式，即可得到按点源排放控制系数P计算烟囱高度的计算公式：Hs=Q*106P-H式中：H