脱硫脱硝 详解:脱硫相关工艺及其计算公式 [复制链接]

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京东
1 钠碱法脱硫工艺:
! i/ b1 t/ V6 @
$ Q1 U+ U' L0 L* d( x- k采用氢氧化钠(NaOH,又名烧碱,片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱,块碱)。; [5 `" R$ R& A* @( i/ l3 A

. Z7 {6 [2 x) N% c  {- T7 y1.1.NaOH 反应方程式:
$ c$ h/ c! J" y  {, z% n$ V' t' V7 m% B% u  U, i, ]- {. j
2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于 9)
4 Z4 W! i+ F! o  A9 G+ Z
) O3 F# A3 z* z  SNa2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠)  (5<PH<9)
- H% H7 Y, V- k* X& U  k
6 M7 Y" @7 f& I8 M当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
: z$ g2 b4 N5 h9 T) }3 `# n. @( [3 }; I0 o# n* @
1.2.Na2CO3反应方程式:
) Q$ P6 b  q2 A7 x  R
& C4 v( j( D: P1 z2 G' vNa2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2↑(PH 值大于 9): w' j* c8 W0 Y% `: X0 ]1 X/ x

! e* z3 e* h1 a# C2 o, |4 Q) {  CNa2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5<PH<9)
' g- `" M# ?* C( N: ^" _4 X+ v/ [, r9 u- I  H4 w
当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。9 ]3 A" c2 ~& u0 ]

$ t( k- G7 }3 W' p2 双碱法脱硫工艺:
- b5 n' O3 ]* p2 O" T: U
; K9 P4 l2 p- @2.1.脱硫过程:
3 q' p3 V  r4 f5 G8 l1 @
2 I2 e( `/ r* B* G/ k! T# g* PNa2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
# C; W' I  \3 }+ [/ k
% ?4 Y0 j6 ~  ~. c2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
, D$ f& D* V6 a. r! B/ U/ ^: w, T( u  k  v6 H, s  ^, G
用碳酸钠启动7 v( [( t1 q0 g- M$ }7 n" s, h7 x, M: s" D

2 H( N( d8 m/ z) x0 k, w" s用氢氧化钠启动
  `& L5 V5 U! i5 F2 G) j1 U, o- y1 r& h) M0 q% J1 u
2 种碱和 SO2反应都生成亚硫酸钠
! V# L( P, p1 g. U1 S3 d1 t
0 K: t9 P2 d9 }# ~1 RNa2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3       (5<PH<9)9 W9 k4 Y  Y/ Y8 z. G# n  U. F

) W: a, `% X* r% \) c/ p2 U当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。
) S1 A6 s2 W+ Z7 I9 n
% y3 n( H8 W* R% N3 H2.2.再生过程:/ {. X& [( n7 T8 n
. c6 q8 ~! ~/ [6 G: Q
CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙)( g. b7 \% w/ F% ]9 w2 b

! @- s) s* x9 d& g* sCa(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3↓ (亚硫酸钙)+2H2O- M" V3 f+ ]5 Z4 D$ `; [1 \

4 y" j/ H1 q0 s. H% Y7 U4 gCa(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓" G8 ]; p4 h: B, p9 v$ P

5 j# ~: |7 H8 j氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。
8 `( h" r; c* ~% f" f9 ]
' O+ K: ?2 \2 P3 煤初始排放浓度:
3 V" F/ G* x/ Z0 F
6 I+ f2 p# \* x" R/ B8 ?按耗煤量按500kg/h,煤含硫量按1%,煤灰份按20%,锅炉出口烟气温度按 150℃。1 w: k1 ?7 A. s" }  t
) @5 h1 k5 u/ P1 @  C. {( q
3.1.烟气量:2 o) c/ B3 D8 F$ r, ^6 O
  V/ \; W( G, S; P6 j9 i& @- x# M
按 1kg 煤产生 16~20m3/h 烟气量,=500×20= 10000m3/h- @0 u5 P$ S6 Y" M

+ Q( G+ \$ t4 }/ `" R5 d3.2.SO2初始排放量:9 }5 p* [3 D) A; `# ~: V

5 x) V5 U. h6 b; x2 z" Z& r1 V=耗煤量 t/h×煤含硫量%×1600(系数)
, r' P1 w' }7 d
- s) B$ P' H$ g4 S+ [=0.5×0.01×1600= 8kg/h! n1 `* q( ?7 M9 t- U; X& I
, z# @4 J3 l$ Q
也可以计算:= 2×含硫量×耗煤量×硫转化率 80%
1 o$ B: l5 D3 N! x
" ?: [, Y6 j1 W- S- x5 M+ h= 2×0.01×500×0.8=8kg/h& ]; W$ S6 x" _/ d
; o+ J5 L( t- K% D' u" r
3.3.计算标态烟气量:
+ c3 l& H3 O: t$ m+ W+ ]* a9 |& J* _) C/ F, @; ~  D9 l+ E! M
=工况烟气量×【273÷(273+150 烟气温度)】/ P; p' y  C5 o# a6 ]5 n

$ F" G4 M6 n0 r/ n( n=10000×0.645=6450Nm3/h- |6 h+ ~  X* l) W

( ~5 i  ?3 h8 d/ ?# X已知标况烟气量和烟气温度,计算其工况烟气量:
- s) }1 j3 g  l6 w2 H, k9 k2 N  k; L
=标况烟气量×【(273+150 烟气温度)÷273】1 w+ g5 S$ S  O5 A  ]' A. J

! X0 E- {6 ]6 u% J  j=6450×1.55=10000 m3/h
- c, o2 u8 W; Z( B2 D/ \- w( t0 l2 g& W: p9 [+ c: d& M
3.4.SO2初始排放浓度:1 \# x1 D1 p9 u# g* I2 ?5 j7 Q
, g: I4 D" y2 E; [  }' M- v
=SO2初始排放量×106÷标态烟气量3 j7 K8 c1 i2 ^' s6 ]! s
' C$ e% Z6 `5 X5 d0 x
=8×106÷6450=8000000÷6450=1240mg/Nm35 B) _8 X, |, D* r4 D2 a

" i& d+ J! A4 Z; {: K3.5.粉尘初始排放量:+ S& [; A7 [: u0 g# _- X/ n. d7 b) f
; [; A  s" r/ ~+ t" x% x
=耗煤量 t/h×煤灰份%×膛系数 20%  Y  F8 Z( t# p+ A
0 ~" f3 r8 N1 c* Z# E; o, R7 K4 `
=500×0.2×0.2=20kg/h) H9 H( T7 `) Y) v9 {0 ]
/ ]9 L" b( F# ]
3.6.粉尘初始排放浓度:
1 N3 p1 }1 w4 ?4 \3 G! H% h# s; \0 J6 ]0 T
6 }, s) Q% G" g) e- G  X/ y1 x=粉尘初始排放量×106÷标态烟气量
. a: p6 i+ C( e+ W4 [1 `; \5 I5 s! w. _. `
= 20×106÷6450=20000000÷6450=3100mg/Nm3
) {% J" X2 L" S) Q: N0 {9 V7 g# L9 M. x
4 运行成本计算:
4 C% t/ Z6 }+ I# X& T) E+ I
) }" R" ~# C+ w# n需先计算出 SO2初始排放量 kg/h,然后按化学方程式计算。
: @( ]! Z7 w3 j9 p
. A( ?3 P: c/ r- e4.1.以 NaOH 为例,按理论计算,1kg 二氧化硫用 0.625kg 氢氧化钠反应。
* k- e8 w. e7 |% d% B4 w9 c: N0 {' v& [1 W9 i* S, z& R) U
4.2.由于 Na2CO3需水解后才能产生 NaOH,而 NaOH 可直接与 SO2反应,碱性没有 NaOH 高,不考虑使用 Na2CO3,投加量比 NaOH 更多。9 I4 `' f5 Z1 G- s- Z

5 y- g/ w) T" Z7 j2 ?+ ?9 M4.3.氢氧化钠(碳酸钠)和二氧化硫反应生成物为亚硫酸钠,且当 PH 值在 6~8 时,亚硫酸钠又会与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,而Ca(OH)2与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠,Ca(OH)2再与亚硫酸钠反应生成 NaOH,完成再生。钙硫比按 1.03:1计算,1kg二氧化硫用 1.156kg 氢氧化钙反应。而氢氧化钙又可与亚硫酸钠反应生成氢氧化钠,按理论计算,可以不用添加氢氧化钠,但实际中会有误差,误差按5%的氢氧化钙 添加,则1kg二氧化硫用0.0578kg 氢氧化钠。
# g6 I0 f& J: t$ g4 V, t) ]; K) X' e5 E, {. ]+ o
5 风管和设备直径计算
2 Y& i7 p, _, n0 B# X4 H+ i7 |+ s, @$ l  }
D=√烟气量÷2820V2 n- \1 O+ q2 y2 j8 V1 j- o

$ V. C& L1 ~5 `4 h& z' o1)、风管V 为流速:10~15m/s
- y* B* E9 V- ~/ V9 v5 B9 Z, H
# C/ X/ \" R: ~* r5 e) N2)、水膜除尘器V 为流速:4~5m/s
, ~5 J1 ~; E* J$ f3 x3 e
/ h4 c+ {1 t5 f) J$ H3 j, s! Q3)、脱硫喷淋塔V 为流速:3~3.5m/s  f: w8 H; ^0 ?1 ]# ~: e
: M4 `+ C. {  a# x8 {
6 除尘效率和脱硫效率
* e  u& O4 _; y2 o+ Z7 d! ^
$ L: T7 t7 U  f8 w2 m1 p0 }除尘效率=(除尘器捕集量÷进入除尘粉尘量)×100%=〔(进入除尘粉尘量-除尘器出口排出的粉尘量)÷进入除尘粉尘量〕÷100%脱硫效率按上述计算。
! Q6 |+ g1 g9 L  ]6 q7 l6 |
, Z' L- G7 H, Q. D" M

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