【干货】脱硫相关工艺及计算公式详解

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关键词:脱硫脱硝,烟气治理,电力节能,节能环保

      ↑生成物为气体,↓生成物为固体。

      1、钠碱法脱硫工艺:

      采用氢氧化钠(NaOH,又名烧碱,片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱,块碱)。

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      1.1.NaOH 反应方程式:

      2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于 9)

      Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5<PH<9)

      当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。

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      1.2.Na2CO3反应方程式:

      Na2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2&uarr;(PH 值大于 9)

      Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5<PH<9)

      当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。

      2、双碱法脱硫工艺:

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      2.1.脱硫过程:

      Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2&uarr;

      2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

      用碳酸钠启动

      用氢氧化钠启动

      2 种碱和 SO2反应都生成亚硫酸钠

      Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (5<PH<9)

      当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。

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      2.2.再生过程:

      CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙)

      Ca(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3&darr; (亚硫酸钙)+2H2O

      Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3&darr;

      氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。

      3、煤初始排放浓度:

      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℃。

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      3.1.烟气量:

      按 1kg 煤产生 16~20m3/h 烟气量,=500&times;20= 10000m3/h

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      3.2.SO2初始排放量:

      =耗煤量 t/h&times;煤含硫量%&times;1600(系数)

      =0.5&times;0.01&times;1600= 8kg/h

      也可以计算:= 2&times;含硫量&times;耗煤量&times;硫转化率 80%

      = 2&times;0.01&times;500&times;0.8=8kg/h

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      3.3.计算标态烟气量:

      =工况烟气量&times;【273&divide;(273+150 烟气温度)】

      =10000&times;0.645=6450Nm3/h

      已知标况烟气量和烟气温度,计算其工况烟气量:

      =标况烟气量&times;【(273+150 烟气温度)&divide;273】

      =6450&times;1.55=10000 m3/h

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      3.4.SO2初始排放浓度:

      =SO2初始排放量&times;106&divide;标态烟气量

      =8&times;106&divide;6450=8000000&divide;6450=1240mg/Nm3

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      3.5.粉尘初始排放量:

      =耗煤量 t/h&times;煤灰份%&times;膛系数 20%

      =500&times;0.2&times;0.2=20kg/h

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      3.6.粉尘初始排放浓度:

      =粉尘初始排放量&times;106&divide;标态烟气量

      = 20&times;106&divide;6450=20000000&divide;6450=3100mg/Nm3

      4、运行成本计算:

      需先计算出 SO2初始排放量 kg/h,然后按化学方程式计算。

      4.1.以 NaOH 为例,按理论计算,1kg 二氧化硫用 0.625kg 氢氧化钠反应。

      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。

      4.3.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。

      5、风管和设备直径计算

      D=&radic;烟气量&divide;2820V

      1)风管V 为流速:10~15m/s

      2)水膜除尘器V 为流速:4~5m/s

      3)脱硫喷淋塔V 为流速:3~3.5m/s

      6、除尘效率和脱硫效率

      除尘效率=(除尘器捕集量&divide;进入除尘粉尘量)&times;100%=〔(进入除尘粉尘量-除尘器出口排出的粉尘量)&divide;进入除尘粉尘量〕&divide;100%脱硫效率按上述计算。

    (审核编辑: 沧海一土)

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