【《脱硫脱硝系统相关设计计算过程案例》6400字】

脱硫脱硝系统相关设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u15691脱硫脱硝系统相关设计计算过程案例 [22]式中：C——进口的烟气质量浓度（标准状态下），kg/m3；——设计标准计算出的的二氧化硫吸收率，％；h1——烟气吸收塔中吸收区段的高度，m；K0——为常数，具体的数值由烟气流速u(m/s)和操作温度(℃)计算给出，K0=从传质方程计算分析可以得到吸收塔内单位横截面面积上吸收二氧化硫的量为：式中：G——载气流量(二氧化硫的自生浓度比较低，近视约等于烟气的的流量，kmol/(m2.s)；y1——进入吸收塔的二氧化硫的摩尔分数（标准状态下的体积分数）；y2——出吸收塔二氧化硫的摩尔分数（标准状态下的体积分数）；ky——表示单位体积中二氧化硫凭借气相摩尔差作为推动力的总的传质系数；kg/(m3﹒s)；a——表示单位体积内的有效的传质面积，m2/m3；——表示平均对动力也就是塔底的推动力：因此，定义容积吸收率为：即吸收塔单位横截面积上的总吸收量除以吸收区高度，所表示的是单位时间体积内的污染气体平均吸收量。根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数之间的壁纸和摩尔分数的比值相等，VSO2VNO=0.0086N参考已有设计标准，吸收率范围在5.5-6.5kg/(m3⋅s)烟气流速u=3.0m/s,y1=0.066%,η=98%；6=3600×64/22.4×273/(273+95)×3×0.066%×98%/hh(脱硫)=2.5m6=3600×64/22.4×273/(273+95)×3×0.05%×98%/hh(脱硝)=1.5m相关的设计说明书中表明吸收区的高度一般为5~15m，烟气与浆液的接触反应时间一般为2~5s。故暂定吸收区高度为5m;故吸收区高度：h1=5m。②喷淋塔除雾区高度h2设计里面吸收塔的塔顶装设有两层的除雾器。两级除雾器间距取值范围为1.5~1.8m,结合实际，考虑到成本，除雾器间距为1.5m，一级除雾器与吸收塔顶喷淋总管间距为1m，二级除雾器背面与吸收塔间距为1m。冲洗喷嘴：底部冲洗喷嘴与顶部喷洒层的距离分别为0.7m和2.1m；冲洗覆盖范围：冲洗水下除雾器截面上的覆盖范围。冲洗覆盖范围一般为100%-300%；冲洗覆盖率%=雾滴去除率：99.75%；烟气流速：水平放置的折流板除雾器气体流速一般为6-10m/s。本设计烟气流速取7.0m/s；综上所述，除雾区的高度h2=1+1+1.5=3.5m。③喷淋塔浆液池高度h3浆液池容量V1按照液气比L/G和浆液停留时间来确定，计算公式：式中：V1——浆液池容量，m3；L/G——液气比，L/Nm3；VN——烟气标准状态湿态容积，VN=16.88Nm3/s；t1——浆液停留时间，2-6min，取t1=4min=240s。则：V浆液池的内径应该大于吸收区内径，所以浆液贮存区的内径D2=3.5m，而：=0.25×π×故：h3=6.32m，取6.5m。④喷淋塔进出口烟气高度h4有关于烟道的设计参考的设计标准是《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》(DL/T5121-2000)中的关于烟道的强度与稳定性的计算，在BMCR的情况下，烟道的烟气流速不大于15m/s。设计中烟道流速取12m/s。表1.3烟道边长序号名称数值单位1旁路烟道边长a13m2吸收塔进口烟道边长a23m3吸收塔出口烟道边长a33m吸收塔烟气进口高度=吸收塔进口烟道边长a2，故：h4=2×a2=2×3=6m（包括进口烟气和净化烟气出口烟道高度)综上所述，吸收塔的总高H为：H=h1+h2+h3+h4=5+3.5+6.5+6=21m烟气吸收塔喷淋层设计脱硫脱硝设计拟采用3层喷淋层，喷嘴之间的间距：水平间距取值范围0.7~1.2m,垂直间距取值范围1.5~1.7m。设计取水平的间距为0.8m,垂直的间距为1.6m。浆液喷淋量：Q总=Vn×L/G=16.88Nm3/s×15L/Nm3=253.2L/s；喷淋层设计为3层，每一层的喷淋量：Q单层=Q总/3=253.2/3=84.4L/s；喷嘴的布置喷嘴把烟气吸收液雾化以达到足够的接触面积，吸收液中的主要反应物碳酸钙与二氧化氯与烟气中的氮氧化物与二氧化硫与雾状的颗粒接触会更加充分，反应也会更加彻底。在脱硫脱硝行业中，日常使用的喷嘴主要有实心与空心锥的切线型、双空心锥切线型、实心锥型、螺旋型等。喷嘴的布置一般为2~6层，本设计为3层，一般水平间距为0.7~1.2m，垂直间距为1.5~2m。设计水平间距为0.75m，垂直间距为1.5m。每一层对应于一台再循环泵，浆液的循环是通过浆液循环泵来进行的，浆液中溶解有碳酸钙与二氧化氯，有喷嘴雾化后在烟气吸收塔内部与烟气发生反应。喷淋系统设计是使浆液达到设计喷淋覆盖率，以保证脱硫脱硝比例在设计液气比（L/G）下。喷嘴材料为玻璃钢，喷嘴材料为碳化硅。SiC具有脆性、耐磨性和优异的耐腐蚀性。设计中的喷嘴选择采用螺旋型喷嘴，单个喷嘴的流量取值范围1.5~4140L/min，设计单个喷嘴流量为120L/min=2L/s,每个喷淋层喷嘴个数n：n=Q单/q=84.4/2=43个故喷嘴总个数：N=n×3=43×3=129个喷嘴型号：SPJT-SS-90-120；流量：120L/min；喷嘴孔径：12.7mm。喷管管数N管计算单个喷管的最大流量：Q单层喷淋层喷管数：n管=Q单/QmaxDmaxV——喷淋管内最大流速，8m/s(自动喷水设计规范GB50084-2001)故：Qmax=0.25×π×0.082n管=84.4/40.2+1=4所以喷管管数：N管=n管×3=4×3=12喷管间距Lsp计算吸收塔直径D=3.3m,喷嘴间距Nsp=0.5m,Lsp=D/Nsp=3.3/0.5=6.6m烟气吸收塔壁厚设计吸收塔壁厚的计算吸收塔的操作压力不算太大，暂时确定1.5倍大气压，Pc=1.5×0.1=0.1515MpaQ235B钢板在操作温度下的许用应力为=113Mpa。吸收塔壁厚的计算：Pc——计算压力，对于循环浆液池以上的部分取1.5倍大气压，0.1515MpaD——吸收塔的直径，mm;——焊接接头系数，=1；喷淋塔顶部以下浆液池以上的部分（简称为吸收塔上部分），操作压力为Pc，=0.1515×3300/(2×113-0.1515)=2.22mm腐蚀裕量C2=1.0mm,C1=0.5mm故：C=C1+C2=0.5+1=1.5mm=2.22+1=3.22mm=3.22+0.5=3.72mm，取整后=4mm故吸收塔的上半部分选择壁厚为4mm的Q235B钢材。喷淋塔浆液池以上的部分（简称为吸收塔上部分），由于浆液池中的浆液会对塔壁面产生压力，在计算时同样应考虑此部分压力式中：——设计浆液的密度，1250kg/m3；g——重力加速度，9.8m2/s；h——浆液池高度，6.5m；因此Pc（下）=0.1515×106+1250×9.81×6.5=0.231Mpa=0.231×3300/(2×113-0.231)=3.38mm腐蚀裕量C2=1.0mm,C1=0.8mm故C1+C2=1.0+0.8=1.8mm=3.38+1.8=1.18mm，(取整6mm)。吸收塔计算壁厚设计核算吸收塔上半部分：,参考设计温度高于烟气温度，取200℃，此时δ=105Mpa故：Pt=1.25×0.1515×105/113=0.176Mpa；=4-1.5=2.5mm;D=3300mm故：δT=0.9×1×235=211.5Mpa；δT<吸收塔下半部分：,参考设计温度高于烟气温度，取200℃，此时δ=105Mpa故：Pt=1.25×0.231×105/113=0.268Mpa；δe·=δn·D=3300mm故：=0.268×(3300+4.2)/(2×4.2)=101.42Mpa；=0.9×1×235=211.5Mpa；<；因此液压设计符合要求；依据上诉计算结果，设计材料的选择，壁厚的设计计算和试验强度均符合实际要求。吸收塔尺寸表1.3吸收塔主要尺寸序号名称数值单位1吸收塔直径D3.3m2吸收区高度5m3除雾区高度3.5m4浆液池高度6.5m5进出口高度6m6吸收塔总H21m7喷嘴个数N129个8吸收塔壁厚6m1.4吸收塔附属设备设计除雾器经过脱硫脱硝处理的烟气夹带着一定的水分，且并没有达到排放的标准，依据除雾器出口水分含量的相关设计依据。出口的水分小于等于75mg/Nm3。19μm以及以上的液滴的去除效率要达到99%以上。除雾器的具体的选择是折流板式的除雾器，折流板除雾器安放在烟气吸收塔的最顶端。除雾器的制造材料是阻燃聚丙乙烯，为了除雾器正常持续运行必须定时有效地冲洗除雾器，故都会有工艺水冲洗系统，装设了工艺水冲洗系统的除雾器可以有效的防止堵塞。折流板式的除雾器机构简单，对于液滴的捕捉率较高，且压降较低，容易冲洗。比较其他的除雾器，折流板除雾器更加适用于WFGD系统中出去烟气中的水雾，费用较低和维修也更加方便。布置在吸收塔的两极除雾器，一级除雾器接触烟气含液滴较多，折流板上的浆液较多，要求板间距较宽，大概在：30~50mm；二级除雾器除雾要求的效率较高，板间距相对较窄一般为：20~30mm。除雾器型号：内嵌式；折流板厚度：3mm图1.3折流板循环浆液泵循环浆液泵浆液区中的浆液送至喷嘴，吸收塔选用4台泵(3用一备)。循环泵有多种形式，结合实际与经济方面的考虑我们选用卧式离心泵，泵的壳体的铸造采用球墨铸铁，内衬为了防止腐蚀采用橡胶材料，考虑到浆液中溶解二氧化氯，叶轮材料应具有极高的防腐蚀性。吸收塔循环浆