石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算
某电厂石灰石石膏湿法脱硫系统设计
某电厂石灰石石膏湿法脱硫系统设计XXXXX大学本科毕业设计说明书× 某电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统设计专业环境工程班级环工学号学生姓名指导教师完成日期年月日× 某电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统设计× 摘要：据统计，我国目前约有30万台中小型燃煤工业锅炉，耗煤量占全国原煤产量的1/3。
而这些锅炉中，部分没有安装脱硫设备，致使这些地区酸雨频频发生，严重危害了工农业生产和人体健康。
因此，烟气脱硫是当前环境保护的一项重要工作。
目前，世界上烟气脱硫工艺达数百种之多。
脱硫装置的分类有许多种，按脱硫产物的价值可分为回收法和抛弃法，按吸收剂和脱硫产物的状态可分为湿法、半干法和干法。
常见脱硫工艺有：氨法脱硫、石灰石-石膏法、炉内喷钙、旋转喷雾法、循环硫化床。
在这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已经达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段。
在以上几种脱硫工艺中，以石灰石-石膏湿法脱硫工艺最为成熟、可靠，该技术目前在世界上也是应用最多的脱硫工艺。
本次设计主要设计的是一套除尘脱硫系统，该系统主要包括除尘系统、烟气系统、吸收系统、吸收剂浆液制备系统、石膏脱水系统以及废水处理系统，并重点对电除尘器、吸收系统、吸收剂浆液制备系统和石膏脱水系统中的主要设备进行计算设计选型。
关键词：湿法石灰石－石膏法；电除尘器；烟气脱硫；主体设备计算 Wet limestone gypsum flue gas desulphurization system design of the Power Plant Abstract: According to statistics, now china has about300,000 medium and small coal fired industrial boiler, coal consumption accountsfor the national coal production1/3、some of these boilers do not have to install desulphurization equipment resulting in these areas ofacid rain happens again and again, serious harm to the industrial and agricultural production and human health、Therefore, flue gas desulphurization is the current environmental protection an important work、 At present, the flue gas desulphurization process has many kinds、Desulphurization device classification has many kinds, according to the desulphurization products value can be divided into recycling method and abandonment method, according to the absorbent and desulphurization productsof the state can be divided into wet and dry, semi-dry、mon desulphurization process is: ammonia desulphurization, limestone-gypsum, spraying calcium inside furnace,rotating spray method, circulating fluidized bed、 In the above several desulphurization technologies, with wetlimestone gypsum flue gas desulphurization technology the most mature, reliable, the technology currently in the world, but also the application of most of the desulphurization process、 In the desulphurization process, the technology is more mature, have reached the level of industrial application, some are still at the stage of experimental study、 The design of my design is a set of dust removal and desulphurization system, this system mainly includes the dust removal system, flue gas system, the absorption system, the absorbent slurry preparation system, gypsum dewatering system and waste water treatment system, and focus on electric precipitator, absorption system, absorbent slurry preparation system and the gypsum dewatering system of main equipment calculation of the design type selection、Key words: wet limestone-gypsum method； electric dust collector； flue gas desulphurization； main equipment calculation 目录第一章文献综述11、1 烟气除尘脱硫的背景11、2 烟气脱硫的目的及意义11、3 课题研究的主要内容2第二章工程概况32、1 设计原始材料32、2 设计标准32、3 设计主要内容3第三章除尘选择43、1 各除尘器的简述43、1、1 离心式除尘器43、1、2 洗涤式除尘器43、1、3 袋式除尘器53、1、4 电除尘器53、1、5 旋风除尘器63、2 主要除尘器的选用73、2、1 除尘效率73、2、2 系统变化对除尘器的影响73、2、3 运行与管理93、2、4 设备投资93、2、5 运行维护费用10第四章烟气脱硫工艺的选择114、1 几种常见的脱硫工艺114、1、1 石灰石-石膏湿法脱硫工艺114、1、2 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺（LSD法）11 4、1、3 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺（LIFAC法）12 4、1、4 烟气循环流化床脱硫（CFB）工艺134、2 脱硫工艺比较134、2、1 本设计采用的脱硫系统144、3 石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统154、3、1 烟气系统154、3、2 吸收系统154、3、3 石灰石浆液制备系统154、3、4 石膏脱水系统16第五章除尘脱硫系统物料平衡计算175、1 除尘工艺设计计算175、1、1 烟气量、烟尘和二氧化碳浓度的计算17 5、1、2 除尘器的选择195、1、3 系统管道管径的计算205、1、4 系统阻力的计算205、1、5 风机及电动机选择及计算22第六章脱硫工艺设计计算246、1 吸收塔的选择246、2 吸收塔尺寸设计计算256、2、1 吸收塔塔径252、2 吸收浆液量256、2、3 喷淋层256、2、4 氧化系统266、3 吸收塔附属设备的选型266、3、1 除雾器266、3、2 除雾器冲洗系统276、3、3 循环浆液泵276、3、4 吸收塔排浆泵276、4 吸收塔高度的计算276、4、1 烟气进口底部至浆液面的距离h2286、4、2 烟气进出口高度h3286、4、3 最上层喷浆管与第一段除雾器的高度差h4284、4 烟气出口距除雾器距除雾器最上端冲洗水管距离28 6、4、5 吸收塔附属部件设计286、5 浆液制备系统的设计计算296、5、1 浆液制备系统的选择296、5、2 主要设备的计算296、6 其他系统设备设计选择296、6、1 增压风机316、6、2 搅拌器316、6、3 石膏处置系统316、6、4 废水排放系统和处理系统326、6、5 浆液排放和回收系统326、6、6 工艺水耗量的计算32第七章烟囱的设计计算357、1 烟囱高度的确定357、1、1 烟囱直径的确定357、1、2 烟囱的抽力计算367、2 辅助设备设计计算367、2、1 烟气换热器的设计计算367、3 供剂管管径计算387、3、1脱硫塔供液管管径计算39第八章设备布置和预算398、1 总体布置398、2 工程概算408、2、1 除尘部分工程概算408、2、2 脱硫部分工程概算40第九章结论41 参考文献42 致谢……………………………………………………………………………、44第一章文献综述1、1 烟气除尘脱硫的背景当今世界上电力产量的60%是利用煤炭资源生产的，我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一[1]。
电厂脱硫培训—石灰石及石膏湿法FGD原理和主要参数
电厂脱硫培训一石灰石/石膏湿法FGD原理和主要参对于一般的湿法脱硫技术喷淋塔而言，吸收液通过喷嘴雾化喷入脱硫塔，分散成细小的液滴并覆盖脱硫塔的整个断面。
这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SOs及HC1、HF被吸收。
S02吸收产物的氧化和中和反应在脱硫塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。
为了维持吸收液恒定的PH值并减少石灰石耗量，石灰石被连续加入脱硫塔,同时脱硫塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和脱硫塔循环泵不停地搅动，以加快石灰石在浆液中的均布和溶解第一节主要运行变量概念1、脱硫塔烟气流速脱硫塔烟气流速是脱硫塔内饱和烟气的平均流速，在标准状态下，它等于饱和烟气的体积流量除以垂直于烟气流向的脱硫塔断面面积。
上述计算中，脱硫塔横断面积不扣除塔内支撑件、喷淋目管和其他内部构件所占有的面积，因此又称为空塔烟气平均流速。
2、液气比液气比表示洗涤单位体积饱和烟气(m3)的浆液体积数(1),即1/G。
3、脱硫塔PH值脱硫塔PH值表示脱硫塔中H'的浓度，是FGD工艺控制的一个重要参数，PH的高低直接影响系统的多项功能。
4、脱硫塔浆液循环停留时间脱硫塔浆液循环停留时间(t)表示脱硫塔浆液全部循环一次的平均的时间，此时间等于脱硫塔中浆液体积(V)除以循环浆液流量(1),即t(min)=60V∕1o5、浆液在脱硫塔中的停留时间浆液在脱硫塔中的停留时间(t)又称为固体物停留时间。
它等于脱硫塔浆液体积(V)除以脱硫塔排出泵流量(B),BPt(h)=V∕Bo固体停留时间也等于脱硫塔中存有固体物的质量(kg)除以固体副产物的产出率(kg∕h)06、吸收剂利用率吸收剂利用率(∏)等于单位时间内从烟气中吸收的SO2摩尔数除以同时间内加入系统的吸收剂中钙的总摩尔数，即n(100%)=已脱除的SO?的摩尔数/加入系统中的Ca的摩尔数X1OO机吸收剂利用率也可以理解为在一定时间内参与脱硫反应的CaC0,的数量占加入系统中的Caeo3总量的百分比。
脱硫脱硝技术课程设计--石灰石石膏湿法脱硫技术工艺参数设计
课程设计说明书设计题目：2×440MW石灰石/石膏湿法脱硫技术工艺参数设计课程名称：烟气脱硫与脱硝技术院（系、部）：环境工程系专业：环境工程班级：姓名：起止日期：指导教师：➢设计说明：一、工艺介绍本课程设计采用的工艺为石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部，氧化空气空压机（1用1备）安装独立风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和/或空气，以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙，形成石膏。
塔内上部烟气区设置四层喷淋。
4台吸收塔离心式循环浆泵（3运1备）每个泵对应于各自的一层喷淋层。
塔内喷淋层采用FRP管，浆液循环管道采用法兰联结的碳钢衬胶管。
喷嘴采用耐磨性能极佳的进口产品。
吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。
从锅炉来的100%原烟气中所含的SO2通过石灰石浆液的吸收在吸收塔内进行脱硫反应，生成的亚硫酸钙悬浮颗粒通过强制氧化在吸收塔浆池中生成石膏颗粒。
其他同样有害的物质如飞灰，SO3，HCI和HF大部分含量也得到去除。
吸收塔内置两级除雾器，烟气在含液滴量低于100mg/Nm3（干态）。
除雾器的冲洗由程序控制，冲洗方式为脉冲式。
石膏浆液通过石膏排出泵（1用1备）从吸收塔浆液池抽出，输送至至石膏浆液缓冲箱，经过石膏旋流站一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，直接送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。
溢流含3~5%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到吸收塔。
旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分离处理。
石膏被脱水后含水量降到10%以下。
在第二级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，保证成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保证生成石膏板或用作生产水泥填加料（掺合物）优质原料（石膏处理系统共用）。
二、课程设计的目的通过课题设计进一步巩固本课程所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行湿法烟气脱硫设计的初步能力，使所学的知识系统化。
(完整word版)石灰石-石膏湿法脱硫系统的设计计算
石灰石-石膏湿法脱硫系统设计(内部资料)编制:xxxxx环境保护有限公司2014年8月1.石灰石-石膏法主要特点（1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达95％以上。
（2）技术成熟，运行可靠性高。
国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。
（3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。
无论是含硫量大于3％的高硫燃料，还是含硫量小于1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。
（4）吸收剂资源丰富，价格便宜。
石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。
（5）脱硫副产物便于综合利用。
副产物石膏的纯度可达到90％，是很好的建材原料。
（6）技术进步快。
近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。
（7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。
2.反应原理（1）吸收剂的反应购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。
（2）吸收反应烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收)H2SO3→H+ +HSO3－H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解）Ca2+ +HSO3－+2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶)H+ +HCO3－→H2CO3(中和)H2CO3→CO2+H2O总反应式：SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2（3）氧化反应一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下：CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化)CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶)（4）其他污染物烟气中的其他污染物如SO 3、Cl －、F －和尘都被循环浆液吸收和捕集。
石灰石(石灰)湿法脱硫技术
石灰石（石灰）湿法脱硫技术湿法脱硫中所应用的脱硫系统位于烟道的末端，脱硫过程中的反应温度低于露点，因此，脱硫后的烟气需要进行加热处理才能排出。
由于脱硫过程中的反应类型为气液反应，其脱硫效率和所用脱硫添加剂的使用效率均较高，因此，在许多大型燃煤电站中都已建成使用。
一、石灰石（石灰）湿法脱硫技术概述根据最新的技术统计资料显示，到目前为止投入使用的脱硫技术种类已经超过200种，在形式多样的脱硫技术中，湿法脱硫技术是应用范围最广、脱硫效率最高的一种应用技术，占脱硫设备总装机量的80%以上，始终占据着脱硫技术领域的主导地位。
石灰石（石灰）湿法脱硫技术作为最成熟的一种脱硫技术，其脱硫效率可到90%以上，成为效果最显著的脱硫方法。
石灰石（石灰）湿法脱硫技术经过几十年的发展，已被应用于600MW 烟气单塔的烟气处理系统中，脱硫剂的利用效率基本稳定在95%以上，反应过程所消耗的电能不足电厂出力的1.5%，与十多年前的脱硫系统相比，在脱硫成本轻微上升的条件下脱硫效果却得到了质的飞跃。
二、石灰石（石灰）湿法脱硫技术的应用原理（一）工艺流程石灰石（石灰）湿法脱硫技术的基本过程是：烟气经锅炉排出后进入除尘器，之后进入脱硫塔，脱硫塔内的石灰石浆液与烟气中的SO2进行气液反应，生成CaCO3和CaCO4。
在反应之后的浆液中充入氧气，可将CaCO3氧化成CaCO4和石膏，石膏经脱水处理后可作为脱硫反应的副产品被回收利用。
工业实践中采用最多的脱硫塔方式是单塔，在单塔中可完成脱硫反应的全过程，脱硫成本和运行费用也更低。
（二）反应过程烟气中的SO2在脱硫塔内的反应过程可用下面两个方程表示，其中，第二个反应过程中生产的CaSO3会被烟气中的氧气氧化生成CaSO4，形成副产品被回收利用。
SO2+CaCO3—CaSO3+CO2 石灰石浆液（1）SO2+Ca（OH）2—CaSO3+H2O 石灰浆液（2）（三）脱硫效率脱硫效率受到诸多因素的影响，其中，脱硫塔中的pH值对脱硫效率会产生较大的影响。
石灰石-石膏湿法脱硫化学分析
如下图，当硫酸钠的浓度增大到0.04N时，由于硫酸钠的同离子效应， 硫酸铅的沉淀的溶解度最小。继续增大硫酸钠的浓度，盐效应增大， 硫酸铅的溶解度反而增大
Na2SO4(mol/L) 0 PbSO4(mmol/L) 0.15
0.001 0.024
0.01 0.016
0.02 0.014
0.04 0.013
3、灰化，灼烧。
用低温烘去水分，不要使滤纸着火，反复灼烧时间
应控制15分钟左右。
下一节
重量分析法
(1)重量分析法的原理 (2)重量分析法的过程和对沉淀的要求 (3)影响沉淀溶解度的因素 (4)影响沉淀纯度的因素 (5)沉淀条件的选择
(1)重量分析法的原理
重量分析法是将待测组分与试样中的其 他组分分离，然后称重，根据称量数据 计算出试样中待测组分含量的分析方法。 根据被测组分与试样中其他组分分离的 方法不同，重量分析法通常可分为沉淀 法、气化法、电解法。
配位效应
由于溶液中存在的配位剂与金属离子形成配合物，从而增
大沉淀溶解度的现象，称配位效应。
例子，用NaCl作沉淀剂沉Ag＋时，Cl-既能与Ag＋生成AgCl沉
淀，过量的Cl-又能与AgCl形成AgCl2-, AgCl32-和AgCl43-等配位离 子，使AgCl沉淀的溶解度增大。
小结：从以上讨论可知 同离子效应
的称量物质，可以减小称量误差，提高分析准确度
(3)影响沉淀溶解度的因素
影响沉淀平衡的因素很多，如同离子效应、盐效应，酸效应、 配位效应等。
同离子效应
当沉淀反应达到平衡后，若向溶液中加入含某一构晶离子的试剂 或溶液，则沉淀的溶解度减小，这一效应称为同离子效应。
盐效应
在难溶电解质的饱和溶液中，由于加入了强电解质而增大沉淀溶 解度的现象．称为盐效应。例如用Na2SO4作沉淀剂测定Pb2+时， 生成PbSO4。当PbSO4沉淀后，继续加入Na2SO4,就同时存在同离 子效应和盐效应。
石灰石-石膏湿法脱硫系统水耗计算及节水分析
组脱硫 系统 的耗 水总量 ， 以及对脱硫 系统 的废 水排放 、 石 膏携 带水 、 烟 气携 带液滴 、 吸收塔 内水分 蒸发等 水耗情 况
进行 了统计 。根据计 算结果 ， 指 出吸收塔 内水 分蒸发是造成脱硫 系统高水耗的主要 原 因， 并提 出了减 少烟 气量 、 降
低 锅 炉 排 烟 温度 、 合 理 调 整 脱 硫 用水 水 源等 措 施 ， 实现 脱 硫 系统 的 节 水 目的 。 关键词 ： 湿 法 脱硫 ； 系统 ； 水耗 ； 计算 ； 节水 ； 措施 ； 烟 气量 ； 温 度 中图分类号 ： × ７ ７ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＷＦ ＧＤ；ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ；ｗａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ；ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ；ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ；ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
ＣＨＥＮ Ｃｈ ｏ ｎ ｇ － ｍｉ ｎ ｇ，ＺＨＡＮＧ Ｙａ ｎ ｇ， Ｓ ＯＮＧ Ｇｕ ｏ — ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ
（ Ｔｈ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｃ ｏ ． ， Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ，Ｈｅ ｂ ｅ ｉ ，０ ５ ０ ０ ２ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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脱硫工艺及其计算公式全解析
脱硫工艺及其计算公式全解析脱硫工艺是指将燃煤产生的二氧化硫（SO2）转化为无害的化合物或直接去除其SO2的工艺，主要应用于电力、冶金、化工等行业中。
常见的脱硫工艺包括湿法脱硫和干法脱硫。
湿法脱硫是通过将煤中的SO2与吸收剂接触反应，将SO2转化为硫酸或硫酸盐。
干法脱硫是通过使用吸附剂或催化剂直接吸附或催化氧化SO2，使其转化为硫酸或硫酸盐。
下面给出了湿法脱硫工艺中常见的石灰石-石膏脱硫工艺的计算公式：1.石灰石的消耗量计算公式：石灰石消耗量=SO2排放量/石灰石中CaO的质量分数*石灰石的可用率其中，SO2排放量为燃煤所产生的SO2排放量，石灰石中CaO的质量分数为石灰石中CaO的含量，石灰石的可用率为石灰石转化为CaO的效率。
2.石灰石浆液制备量计算公式：石灰石浆液制备量=SO2排放量/[石灰石中CaO的质量分数*石灰石的可用率*石灰石的浆液中CaO的浓度]其中，石灰石中CaO的质量分数、石灰石的可用率同上述公式，石灰石的浆液中CaO的浓度为石灰石浆液中CaO的含量。
3.石灰石浆液的回收量计算公式：石灰石浆液的回收量=石灰石浆液制备量-石灰石溶液中CaO的消耗量其中，石灰石溶液中CaO的消耗量为CaO在反应过程中的消耗量。
4.石膏产量计算公式：石膏产量=SO2排放量/[石膏中CaSO4的质量分数*石膏中CaSO4的可用率]其中，石膏中CaSO4的质量分数为石膏中CaSO4的含量，石膏中CaSO4的可用率为石膏转化为CaSO4的效率。
需要注意的是，以上公式中的各项参数需要实际运行的数据进行计算，并且不同的脱硫工艺可能存在不同的计算公式。
此外，脱硫工艺还涉及到反应温度、压力、吸收剂浓度等因素的影响，这些因素也需要考虑在内。
因此，在实际应用中，需要结合具体情况和工艺要求进行合理计算和调整。
(整理)脱硫石灰石耗量分析
湿法脱硫系统石灰石耗量分析经过“十一五”的大力推进，烟气脱硫技术已在我国活力发电行业得到了广泛的应用，对于脱硫系统的研究也日渐深入细致，在“十二五”大力倡导节能减排的背景下，通过运行优化，实现脱硫系统的经济运行，就成了目前的一个重要研究领域I 。
石灰石是脱硫反应的吸收剂，耗量较大，是脱硫系统运行成本的主要组成部分，石灰石耗量与设计值发生较大偏差，不仅会直接造成脱硫运行成本的攀升，而且也会对吸收塔浆液品质、脱水系统运行工况等产生一定影响，因此石灰石耗量分析也就成为了石灰石．石膏脱硫系统节能优化运行的要重点研究的问题。
为了分析实际运行中石灰石耗量偏差情况，找出影响石灰石消耗量的主要因素，进而提高石灰石在脱硫反应中的利用率，降低运行成本，因此在某2×600 Mw 机组配套脱硫系统上进行了石灰石耗量分析的相关试验。
1 石灰石耗量计算理论上，石灰石中所含的有效脱硫成分，即CaCO，在脱硫反应中与烟气中的SO：按照理论钙硫比发生反应，因此理论石灰石耗量是指脱硫系统在设计Ca／S比条件下，按照脱除SO2量计算得出的所需石灰石量。
计算公式如下：M～：—Qsnd~(C—sl-Cs2)××⋯ l000000 64式中：Mcaco3——理论石灰石耗量，kg／ll；Q5 d——标干烟气量， Nm ha(6％02)； csl一一原烟气s02浓度，mg／Nm (6％02)；Cs2一一净烟气SO2浓度，mg／Nm (6％O2)；收稿日期：2012．12-10戴新(1970一)，男，高级工程师。
丰镇，012100n一一石灰石纯度，试验期间为89．4％；——设计钙硫比， 1．03。
实际脱硫反应中，由于石灰石反应活性、杂质含量等因素影响，石灰石实际耗量会与理论值存在一定偏差，通常实际石灰石消耗量是通过实际脱硫反应中投加到吸收塔内的石灰石浆液量和浆液密度计算得出，计算公式如下：M c 川式中：^ aCO3——实际石灰石耗量，kg／h； P ——石灰石密度，P =2．6 g／cm ；P ——石灰石浆液密度，g／cm ；——每小时石灰石浆液量，m ／h。
石灰石-石膏湿法脱硫化学分析
试样的烘干条件
石灰石 105～110℃下烘2小时 石膏和石膏浆液40～45 ℃下干燥
2、石灰石
2.1 CaO含量分析
方法参考GB/T 5762-2000 第14页氧化钙的测定（代用法） 原理：在酸性溶液中，加氟化钾，消除硅酸的干扰后， 在pH13以上的强碱中，以三乙醇胺为掩蔽剂，CMP为 指示剂，用EDTA溶液滴定。 注意点：1.指示剂的用量 2.终点的判断 3.计算公式
(3)影响沉淀溶解度的因素
影响沉淀平衡的因素很多，如同离子效应、盐效应，酸效应、 配位效应等。
同离子效应
当沉淀反应达到平衡后，若向溶液中加入含某一构晶离子的试剂 或溶液，则沉淀的溶解度减小，这一效应称为同离子效应。
盐效应
在难溶电解质的饱和溶液中，由于加入了强电解质而增大沉淀溶 解度的现象．称为盐效应。例如用Na2SO4作沉淀剂测定Pb2+时， 生成PbSO4。当PbSO4沉淀后，继续加入Na2SO4,就同时存在同离 子效应和盐效应。
EDTA滴定法 重量法（GB/T5484-2000）
重量法测三氧化硫含量
方法提要： 方法提要：在 酸 性 溶液中，用氯化钡溶液沉淀硫酸盐，经过滤灼 烧后，以硫酸钡形式称量，测定结果以三氧化硫计。 分析过程： 分析过程： 1.试样的分解 试样的分解。称 取 约 0.2 g 试样，置于300mL烧杯中，加人 试样的分解 30～40m L水使其分散。加10 mL盐酸(1+1)，将溶液加热微沸5 min。用中速滤纸过滤，用热水洗涤10～12次。 2.沉淀。调整滤液体积至200 mL煮沸，在搅拌下滴加15 mL氯化 钡溶液，继续煮沸数分钟，然后移至温热处静置4h或过夜(此时溶 液的体积应保持在200 mL )。用慢速滤纸过滤，用温水洗涤，直 至检验无氯离子为止。 3.灰化、灼烧、称量。将沉淀及滤纸一并移人已灼烧恒量的瓷柑 祸中，灰化后在800 C的马弗炉内灼烧30 min，取出琳涡置于干 燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒量。
石灰石-石膏法烟气脱硫湿法系统设计
石灰石-石膏法烟气脱硫湿法系统设计2008年12月目录1.概述 (1)2.典型的系统构成 (1)3反应原理 (2)4 系统描述 (5)5.FGD系统设计条件的确认 (14)6.物料平衡计算、热平衡计算 (19)1.概述石灰石-石膏法烟气脱硫技术已经有几十年的发展历史,技术成熟可靠,适用范围广泛,据有关资料介绍,该工艺市场占有率已经达到85%以上。
由于反应原理大同小异，本设计总结了一些通用的规律和设计准则，基本适用于目前市场上常用的各种石灰石-石膏法烟气脱硫技术，包括喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔等。
2.典型的系统构成典型的石灰石/石灰－石膏湿法烟气脱硫工艺流程如图2-1所示，实际运用的脱硫装置的范围根据工程具体情况有所差异。
图2-13反应原理3.1 吸收原理吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。
这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收。
SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。
为了维持吸收液恒定的pH值并减少石灰石耗量，石灰石被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰石在浆液中的均布和溶解。
3.2 化学过程强制氧化系统的化学过程描述如下：（1）吸收反应烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：SO2＋H2O→H2SO3（溶解）H 2SO3⇋H＋＋HSO3－（电离）吸收反应的机理：吸收反应是传质和吸收的的过程，水吸收SO2属于中等溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制，吸收速率＝吸收推动力/吸收系数（传质阻力为吸收系数的倒数）强化吸收反应的措施：a)提高SO2在气相中的分压力（浓度），提高气相传质动力。
b)采用逆流传质，增加吸收区平均传质动力。
c)增加气相与液相的流速，高的Re数改变了气膜和液膜的界面，从而引起强烈的传质。
石灰石石灰法湿法烟气脱硫技术
化学成分，如氯化物。在酸性环境中，它们对金属（包括 不锈钢）的腐蚀性相当强。目前广泛应用的吸收塔材料是 合金C-276，其价格是常规不锈钢的15倍，为延长设备的 使用寿命，溶液中氯离子的浓度不能太高。为保证氯离子 不发生浓缩，有效地方法是在脱硫系统中根据物料平衡排 出适量的废水，以清水补充。
1.反应原理
用石灰石或者石灰浆液吸收烟气中的SO2，首先生成亚 硫酸钙：
石灰石：CaCO3+ SO2+0.5H2O→CaSO3•0.5H2O+CO↑ 石灰：CaO+ SO2+0.5H2O→CaSO3•0.5H2O
然后亚硫酸钙再被氧化为硫酸钙。
石灰石石灰法湿法烟气脱硫反应机 理比较表格
石灰石系统和石灰系统的主要区别
②结要原因，特别是硫酸钙结构坚硬、 板结，一旦结垢难以去除，影响到所有与脱硫液接触的阀 门、水泵、控制仪器和管道等。硫酸钙结垢的原因是SO42和Ca2+的离子积在局部达到过饱和。为此，在吸收塔中要 保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。亚硫酸盐的氧化需要 在脱硫液循环池中完成，可通过鼓氧或空气等方式进行， 形成的硫酸钙发生沉淀。从循环池返回吸收塔的脱硫液中， 还因为含有足量的硫酸钙晶体，起到了晶种的作用，因此 在后续的吸收过程中，可防止固体直接沉积在吸收塔设备
③除雾器堵塞：在吸收塔中，雾化喷嘴并不能产生尺 寸完全均一的雾滴，雾滴的大小存在尺寸分布。较小的雾 滴会被气流所夹带，如果不进行除雾，雾滴将进入烟道， 造成烟道腐蚀和堵塞。除雾器必须保持清洁，目前使用的 除雾器有多种形式（如折流板型等），通常用高速喷嘴每 小时数次喷清水进行冲洗。
④脱硫剂的利用率：脱硫产物亚硫酸盐和硫酸盐可沉 积在脱硫剂颗粒表面，从而堵塞了这些颗粒的溶解通道。 这会造成石灰石或石灰脱硫剂来不及溶解和反应就随产物 排除，增加了脱硫剂和脱硫产物的处理费用。因此脱硫液 再循环池中的停留时间一般要达到5~10min。实际的停留 时间设计与石灰石的反应性能有关，反应性能越差，为使 之完全溶解，要求它在池内的停留时间越长。
石灰石-石膏法脱硫计算
0.077
mwater,vapourised=
21200 kg/h
V m water,saturation
water,vapourised water,saturation
=
取
Vwater,saturation=
27179.49 Nm³/h 27000 Nm³/h
12 吸收塔出口净烟气的计算
Vwater,vapourised,cleangas=Vwater+Vwater,saturatio
633000 Nm³/h
mwet=
913200 kg/h
mdry=
848000 kg/h
Vwater
84000 Nm³/h
mwatewr
65520 kg/h
T1=
48 °C
O2=
%(dry)
SO2=
200 mg/m³
SO2,6%O2=
219 mg/m³
14 废水流量的计算
假定烟气中HCl的浓度CHCl，fluegas=
取
Qa’=
6.8 m³/kg
3
标准状况下理论烟气量（空气含湿量为12.93g/m ³）
Qs’=
1.867（CY+0.375SY)+11.2HY+1.24WY+0.016Qa'+0.79Qa'+0.8NY
=
7.345681 m³/kg
4 标准状况下实际烟气量
取
Qs’=
7.35 m³/kg
空气过剩系数
α=
mhydrocyclone,underflow s,hydrocyclone,underflow
=
石灰石石膏湿法脱硫物料衡算（简单步骤）
石灰石石膏湿法脱硫物料衡算首先，根据所给的烟气成分，计算烟气的分子量，烟气的湿度等。
其次，要先行计算出吸收塔的进口及出口烟气的状况。
1 假定吸收塔出口的温度T1（如果有GGH，则需要先行假定两个温度，即吸收塔进口T0及出口温度。
）2 利用假定的出口温度，查表可以知道对应改温度的饱和蒸汽压P as。
3 由H as＝0.622P as/（P－Pas）可以求出改温度下的饱和水湿度4 由已知的进口温度T0、r0、C H（C H＝ 1.01+1.88H0）、H0，可以求出T as＝T0－（r0*（H as－H0）/（1.01+1.88 H0））（H0：初始烟气的湿度，r0＝2490）5 如果T as接近于T1，那么这个假定温度可以接受，若果与假定温度相距太远，则该温度不能接受，需要重新假定。
(上述为使用试差法的绝热饱和计算过程，对于技术上涉外的项目，一般外方公司会提供，上面一部分的计算软件无须人工手算的)6 有GGH时，假定吸收塔出口温度经已确定后，判断该温升是否符合GGH 出口与入口的烟温差，假如烟温差同样适合的话，再校验GGH的释放热量问题。
再次，在确定好吸收塔出口气体的流量后，利用除雾器的最大流速限值，计算出吸收塔的直径。
再根据进口烟气限速，计算出烟气进口的截面积。
7 由提供的液气比L/G可以计算出，喷淋所需的吸收液流量。
由这个吸收液流量，再按照经验停留时间，可以计算出循环水箱的容积。
同样根据经验需要的氧化时间及设计的氧气上升速度，可以计算出循环水箱的液位高度。
那么就可以计算出整个吸收塔基循环水箱的截面积。
8 计算消耗的石灰石用量由入口的二氧化硫浓度以及设计的二氧化硫脱除率可以知道脱除的二氧化硫。
对于烟气的三氧化硫而言，其脱除率达100％，所以多氧化硫物质的脱除量可以计算出来。
同样对于氯化氢、氟化氢而言，它们的脱除率一般在95％以上，因此可以计算到这两者的脱除量。
8.1 石灰石的计算消耗量石灰石的消耗量按照钙硫比及脱除氯/氟化物的消耗比可以计算出石灰石的实际消耗量。
石灰石-石膏法设计计算
石灰石——石膏湿法烟气脱硫计算模块一、 设计输入参数：烟气流量、入口烟气SO 2浓度、烟气温度、烟气烟尘浓度、HCl 、HF 、SO 3、含氧量、含水率等。
1、烟气流量Q ：（工况，全烟气）m 3/h ：用于烟道尺寸、吸收塔径的计算 （标况，干基，实际氧气）m 3/h ：液气比计算 （标况，湿基，实际氧气）m 3/h ：液气比计算 （标况，干基，6%O 2）m 3/h ：SO 2浓度计算 （标况，湿基，6%O 2）m 3/h 2、SO2浓度C SO2计算：SO2SO2M C Q=3、 液气比L/G ：3L GV 10L /G V ⨯=V L :循环浆液体积 V G ：烟气体积（标态）石灰石洗涤塔的液气比一般在8～25之间。
4、Ca/S=耗钙基的摩尔数/脱除的SO 2摩尔数 典型范围：1.01～1.10石灰石CaCO 3含量超过90%时，Ca/S 不超过1.03。
5、 吸收区烟气流速u ：一般为2.5～3.8m/s6、 烟气停留时间t ：4s7、 氧化倍率O 2/SO 2：取2.5 二、 烟气量计算 1、完全燃烧产生的烟气量理论干烟气量（mg/Nm 3）：d a r a r a r V 1.866C 0.70S 0.80N 0.79V=＋＋＋1kg 燃料完全燃烧所需理论空气量V a ：a a r a r a r V 8.882C 26.46H 3.332S O=＋＋（－） 理论湿烟气量（mg/Nm 3）：w d H2O d ar a a ar V V V V 11.12H 1.24V d M ==＋＋＋（＋） M ar ：燃料收到基中水分的质量分率。
d a ：燃料的含湿率。
实际烟气量：d1d aw1w a aV V (1)V V V 111.24d V αα==∙＋－＋（－）（＋）各成分的体积：C O 2a r S O 2a rN 2aa r O 2aH 2O a ra a a r V 1.866C V 0.700S V 0.79V 0.80NV 0.211VV 11.12H 1.24V dM α=====＋（－）＋（＋）烟气密度：ar aw11A 1.293V V ρ=（－）＋A ar ：灰分 2、不知道煤具体组分状况下的计算：（1）确定燃煤热值H u 、全厂效率η、含硫量（若是发电机组，确定机组功率P ）（2）选择合适设计参数1kg 煤燃烧产生的湿烟气量V 含水量η1 c o a lu 3600PM H η=∙ V wet = M coal ·V V dry =V w ·（1－η1）V water =V wet ·η1 （3）水蒸汽密度ρ水蒸气：w a t e rw a t e rm V ρ=水蒸汽 PV=nRTmn M=所以：PMRTρ=水蒸汽 P ：标准大气压 101350PaM 水蒸汽的摩尔质量 18 R ：阿伏伽德罗常数 8.31 T ：标准大气压下温度 273.15K 水蒸汽的质量：m water =ρ水蒸汽 ·V water （4） 烟气密度gas ρ =1.35kg/Nm 3 （5） 烟气质量流量flue gas dry gas dry flue gas wet gas wetm V m V ρρ=∙=∙三、 SO 2相关计算（1） 确定参数：脱硫率：95%；煤种S 含量ηS ；燃煤量m coal （2） SO 2燃烧生成量:coal S SO2SO2Sm M mM η=（3）SO 2浓度C SO2S O 2S O 2d r ymC V = （4）SO 2在6% O 2下浓度C SO2 O2 6% 确定干烟气中O 2含量C O2 dry gas则 S O 2O 2a i r S O 2 O 2 6%O 2 a i r O 2 d r y g a s C (C 6%)C C C ∙=－－ 四、 吸收塔计算1、除尘器出口温度T 1，GGH 出口温度T 22、干烟气中水含量计算water1flue gas drym Xm =根据除尘器出口温度及干烟气中水含量计算，在h-x 图上，求出X 1、T 2处的焓，沿等焓线到饱和线可得到饱和温度T 3和x 2蒸发水的质量m water vapourised =（x 2－x 1）m flue gas dry蒸发水体积water vapourisedwater saturation waterm V ρ=（水蒸汽密度）3、 吸收塔出口净烟气烟气含水体积：water1water saturation water V V V =＋（燃烧过程中烟气含水量） 出口净烟气量：clean gas wet dry water1V V V =＋ 五、 石灰石消耗/石膏产量计算23224221S O C a C O 2H O OC a S O 2C O2H O +++→∙+SO 2=64 [g/mol] CaCO 3=100 [g/mol] H 2O=18 [g/mol] CO 2 =44 [g/mol] O 2=32 [g/mol]CaSO 4·2H 2O=172 [g/mol] （石膏）脱除1t SO 2生成副产物石膏2.69t 。
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石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算
石灰石-石膏湿法脱硫系统
设计
(内部资料)
编制:xxxxx环境保护有限公司
8月
1.石灰石-石膏法主要特点
（1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达95％以上。
（2）技术成熟，运行可靠性高。
国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。
（3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。
无论是含硫量大于3％的高硫燃料，还是含硫量小于1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。
（4）吸收剂资源丰富，价格便宜。
石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。
（5）脱硫副产物便于综合利用。
副产物石膏的纯度可达到90％，是很好的建材原料。
（6）技术进步快。
近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。
（7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。
2.反应原理
（1）吸收剂的反应
购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。
（2）吸收反应
烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分
SO2，反应如下：
SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收)
H2SO3→H+ +HSO3－
H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解）
Ca2+ +HSO3－ +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶)
H+ +HCO3－→H2CO3(中和)
H2CO3→CO2+H2O
总反应式：SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2
（3）氧化反应
一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下：
CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化)
CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶)
（4）其它污染物
烟气中的其它污染物如SO3、Cl－、F－和尘都被循环浆液吸收和捕集。
SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石，按以下反应式发生反应：
SO2＋H2O→2H＋＋SO32－
Ca CO3 +2HCl<==>CaCl2 + H2O+ CO2
Ca CO3 +2HF <==>CaF2 +H2O+ CO2
3.工艺流程
3.1工艺说明
经过除尘器处理后的烟气由引风机接入脱硫吸收塔，在主烟道上设置旁路挡板门，当锅炉启动、进入FGD 的烟气超温和FGD 装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。
烟气经吸收塔进气口进入塔内，折转向上运动（入口处装有紧急喷淋装置），烟气进入首层喷淋层与吸收浆液进行传质吸收，随之进入多层喷淋层进行烟气脱硫洗涤，发生复杂的化学反应，利用脱硫塔底部循环池储存脱硫液进行循环使用。
脱硫渣浆液经曝气氧化后送入脱水系统进行处理，经脱水后的滤液返回至循环池。
脱硫后的净烟气经过除雾装置除去烟气中的水分，然后经过脱硫塔顶部排出口排至烟道，在经烟道排至烟囱排入大气。
4.脱硫系统的设计
4.1 脱硫系统设计的初始条件
在进行脱硫系统设计时，所需要的初始条件一般有以下几个： 脱硫循环工业烟 囱 经除尘
器除尘引风机
脱硫塔
石灰石浆池
脱硫石灰石浆出气阀
旁路阀
进气阀塔内氧化系
脱水系
脱硫
工艺水脱硫废弃
滤液 循环利经炉内脱硫
将SO 2浓度事故水
（1）处理烟气量，单位：m3/h或Nm3/h；
（2）燃料的含S率及消耗量，单位：%、t/h
（2）进气温度，单位：℃；
（3）SO2初始浓度，单位：mg/m3或mg/Nm3；
（4）SO2排放浓度, 单位：mg/m3或mg/Nm3；
（5）锅炉蒸汽量，单位：t/h；
4.2 初始条件参数的确定
4.2.1 处理风量的确定
处理烟气量的大小是设计脱硫系统的关键，一般处理烟气量由业主方给出或从除尘器尾部引风机风量大小去确定。
若只知道锅炉蒸汽量，可由以下经验系数去计算：
（1）针对循环流化床锅炉，煤粉锅炉等烧煤锅炉，可按1t蒸汽对应2500m3风量计算；
（2）针对蔗渣锅炉、生物质锅炉等烧生物质燃料锅炉，可按1t蒸汽对应3333m3风量计算；
所计算出来的处理风量最终圆整数，例如：75×2500=187500m3/h,圆整后取值188000m3/h
（3）处理风量还存在标况状态（mg/m3）和工况状态（mg/Nm3）的换算，换算采用理想气体状态方程：PV = nRT（P、n、R均为定值）
V1/T1=V2/T2
V1: mg/Nm3，T1：273K； V2: mg/m3，T2：t+273K(t为进气温度)；
4.2.2燃料的含S率及消耗量
当没有SO2初始浓度设计值时，可用燃料中的含S率及消耗量去计算SO2初
始浓度。
4.2.3 进气温度的确定
进气温度为经过除尘后进入脱硫塔的烟气温度值，进气温度大小关系到脱硫系统烟气量的换算和初始SO 2浓度换算。
4.2.4 SO 2初始浓度的确定
SO 2初始浓度一般由业主方给出，而且由此计算脱硫系统中各项设备参数，也是系统选择液气比的重要依据。
SO 2初始量计算公式如下:
S+O 2→SO 2
32 64
C SO2=2×B ×S ar /100×ηso2/100×109
C SO2-SO 2初始量,mg ； B-锅炉BMCR 负荷时的燃煤量，t/h ；
S ar -燃料的含S 率，%； ηso2-煤中S 变成SO 2的转化率，%,一般取0.85；
4.2.4 SO 2排放浓度的确定
一般根据所在地区环保标准确定。
4.3脱硫系统的设计计算
4.3.1 参数定义
（1）液气比（L/G ）：即单位时间内浆液喷淋量和单位时间内流经吸收塔的烟气量之比.单位为L/m3；
)/3()/(h m h L 的湿烟气体积流量单位时间内吸收塔入口单位时间内浆液喷淋量液气比 （2）钙硫比（Ca/S ）：理论上脱除1mol 的S 需要1mol 的Ca ，但在实际反应设备中，反应条件并不处于理想状态，一般需要增加脱硫剂的量来保证一定的脱硫效率，因此引入了Ca/S 的概念。
用来表示达到一定脱硫效率时所。