石灰石-石膏湿法脱硫系统的设计计算解析
石灰石石膏湿法脱硫化学分析方案
石灰石石膏湿法脱硫化学分析方案脱硫系统简易化学分析手册盐城市兰丰环境工程科技有限公司2015年12月目录第一章试样采集及制备 (1)第二章仪表及仪器测量 (3)第三章脱硫石膏主要成分分析 (5)第四章循环浆液成分分析 (8)附表1脱硫系统浆液密度与百分比浓度关系表 (11)附表2脱硫系统化学分析常用物质的分子量 (14)附表3PH标准溶液的配制 (15)第一章试样采集及制备一、试样采集1. 石灰石采样1.1采样位置石灰石块样品在石灰石运输车或卸料场上定期采集；石灰石的液相样品在其新鲜浆液槽或新鲜浆液的输送管道上定期采集。
1.2采样方法1.2.1入仓块料样品的采集（1）直接在石灰石块运输车上或卸料场上进行采集。
要求：每辆运输车抽取5份样品，根据其输送时间进行五等分，每间隔一等分时间取一次样，每份样不少于300g，取得的样品应立即装入密闭、防潮的容器中。
（2）将采集的样品充分混合，然后采用四分法将样品缩分到300-400g，并将缩分后的混合样立即放入密闭、防潮的磨口广口瓶中。
（3）瓶上标签应注明运输车编号、采样时间、采样人员及采样点。
（4）若对每天入库的样品作为一个批量进行分析，就将上述采集的每辆运输车的缩分样再进行混合，并再次根据四分法缩分到300-400g，保存方法不变，标签上注明采样日期、采样人员、采样点。
1.2.2石灰石浆液的采集（1）采集容器必须是洁净的硬质玻璃瓶或塑料制品。
采样前应用浆液冲洗2-3次，采样后应迅速盖上瓶盖。
（2）在新鲜浆液槽中采样时，应在液面下50cm处采样；在浆液管道中采样时，应在石灰石供给泵出口或流动部位采样，且必须先放掉500-1000mL，浆液冲洗采样瓶后再采样，每次采样不小于500mL。
（3）若每半天分析一个样，则间隔0.5-1h采集一份样品；若每天分析一个样，则间隔1-1.5h采集一份样品，共采集五份，将采集的五份样混合。
1.3检测参数（1）成分分析：石灰石主要包括碳酸钙和水分等。
石灰石石膏湿法脱硫计算
2S Y *106 = Qs
取
CSO2=
851.0638 mg/m³ 852 mg/m³
SO2浓度的校准
基准氧含量为
CSO2,at4.6% =
CSO2,at4.6% =
C * CC CC SO2 ,at4.6%
O2 ,air O2 ,air
O2 ,4.6% O2 ,6%
931.52 mg/m³ 取
CSO2,at4.6% =
mgypsum=
1466.4 kg/h
取
mgypsum=
1466 kg/h
mwater=mfrom,absorbor-mgypsum=
9814 kg/h
Vfrom,absorbor=
m from,absorbor
=
s
取
Vfrom,absorbor=
10.45412 m³/h 10.45 m³/h
18 石灰石浆液供给
mhydrocyclone,underflow s,hydrocyclone,underflow
=
2400 kg/h 1.721664 m³/h
取
Vhydrocyclone,underflow=
1.72 m³/h
17.5 吸收塔来石膏浆液计算
mfrom,absorbor=mhydrocyclone,underflow+mhydeocyclone,overfloe
0.077
mwater,vapourised=
21200 kg/h
V m water,saturation
water,vapourised water,saturation
=
取
Vwater,saturation=
石灰石-石膏法脱硫数据计算
M5
t/h
m2*2/3
引风机出口飞灰总量
m2
t/h
Vtgy-o2*mh
未反应的CaCO3
M6
t/h
M3/(ca/s)*((ca/s)-1))
CaCO3带入的杂质
M7
t/h
M3'*(1-P/100)
脱硫产物总量
M8
t/h
M4+M5+M6+M7
皮带机出口石膏产量
M9
t/h
M8/
石膏纯度
Vy'
Nm3/kg
Vy0+(alfa'-1)V0+(alfa'-1)V0
4
干烟气量
Vgy'
Nm3/kg
VRO20+VN20+(alfa'-1)V0
烟气含氧量和含湿量计算：
序号
名称
符号
单位
计算公式或数值来源
1
烟气中的水分
VH2O'
Nm3/kg
VH2O0+(alfa'-1)V0
2
烟气中的氧量
VO2'
Nm3/kg
石灰石-石膏法脱硫数据计算
烟气量计算：
序号
名称
符号
单位
计算公式或数值来源
1
理论空气量
V0
Nm3/kg
(Car++
燃烧产物理论体积
Vy0
Nm3/kg
VN20+VRO20+VH2O0
1）
氮气
VN20
Nm3/kg
+
2）
二氧化物
石灰石-石膏法烟气脱硫湿法系统设计讲义
烟气脱硫技术专题研修班培训教材石灰石-石膏法烟气脱硫湿法系统设计讲义编制:北京****有限公司2005年12月北京目录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)7.设备选型计算 (26)7.1 设备选型依据 (26)7.2 增压风机 (26)7.3 GGH(略) (28)7.4 吸收塔 (28)7.5 除雾器 (31)7.6 吸收塔浆液循环泵 (33)7.7 氧化风机 (34)7.8 石灰石卸料装置 (36)7.9 湿式球磨机 (37)7.10 真空皮带脱水机 (37)7.11 石膏输送皮带 (38)7.12 空气压缩机 (39)7.13 箱, 坑 (40)7.14 泵 (40)7.15 搅拌器 (41)8.脱硫岛平面布置一般要求 (42)9.浆液管道布置要求 (43)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，本培训教材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GGH烟囱废水旋流石膏旋流器真空皮带脱水机除雾器进口挡板旁路挡板出口挡板滤液水箱废水排放废水排出泵滤液泵吸収塔吸收塔排出泵吸收塔循环泵石灰石浆液泵石灰石浆液箱氧化风机增压风机锅炉排烟石灰石筒仓石灰石副产品石膏副产品深加工工序最终产典型的工艺流程工业用水脱硫系统（石灰石－石膏法）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。
(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-石膏法脱硫数据计算
估计
泵与风机冷却用水
Mwq
t/h
估计
单套脱硫装置耗水量
Mw
t/h
Mgyc+Mgys+Mww+Mwe+Mgyw+Mwq
总的脱硫装置耗水量
Mw'
t/h
n*Mw
氧化空气量计算：
序号
名称
符号
单位
计算公式或数值来源
需氧量
Vo2
kg/h
SO2---1/2O2
kmol/h
Vo2/32
需空气量
Vk
Nm3/h
Vo2/32*22.41/0.21
2）
二氧化物
VRO20
Nm3/kg
0.01866(Car+0.375Sar)
3）
水蒸汽
VH2O0
Nm3/kg
0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0
3
燃烧产物实际体积
Vy'
Nm3/kg
Vy0+0.0161(alfa'-1)V0+(alfa'-1)V0
4
干烟气量
Vgy'
Nm3/kg
VRO20+VN20+(alfa'-1)V0
烟气比热kcal/Nm3.℃100℃
kcal/Nm3.℃200℃
i1kcal/Nm3.℃插值法: tpy
i2插值法求85℃比热
t℃t=126-i2*(85-50)/i1
i3kcal/Nm3.℃插值法: t
塔内烟气放热量
Q1
kJ/h
V ' * i3*4.18*(t-50)
湿式石灰石-石膏法烟气脱硫 设计方法及过程
烟气出口 循环浆液入口 除雾器冲洗水入口 人孔
h1-3 DN100 PN1.6 突面 HG20593-97 浆液回流口
j1-2 DN100 PN1.6 突面 HG20593-97 出料口
k1-n DN100 PN1.6 突面 HG20593-97 氧化风进口
m1-3 DN80 PN1.6 突面 HG20593-97 仪表接口
燃煤烟气成分
• SO2-content
cSO2 mVSdO r2y cSO21.020.02.0000[0k[Ng/m h³ ]/h]dry 0,002[kg/Nm3砞2.000[mg/Nm砞dry
• Input data assumed data
• O2 content in dry gas
→ 7 [%]
Note atomic mass:
→ 95 [%] → 0,79 [%] → 127 [t/h]
S = 32 [g/mol] O = 16 [g/mol] Ca = 40 [g/mol] C = 12 [g/mol] H = 1 [g/mol]
燃煤烟气成分
• SO2 production & removal
燃煤烟气成分
• 烟气密度
assumed data
• Density flue gas → 1,35 [kg/Nm³] • 质量流量
m flue gas,dry Vdry,inlet flue gas,dry m flue gas,dry 1.002 .200 [ Nm ³/ h] 1,35 [k g / Nm 砞 m flue gas,dry 1.352 .000 [k g / h]
0
内部审核
修改
说
明
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)CaSO 4+2H 2O →CaSO 4·2H 2O(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
石灰石-石膏湿法烟气脱硫每小时消耗石灰石量的计算方法石粉理论用量＝SO2产生量×100/64×Ca/S×脱硫效率/石粉实际含量石膏理论产量＝石粉理论用量×172/100/90％（石膏含水率为10％）石灰石粉用量=二氧化硫减排量×1.8脱硫石灰石消耗量计算公式在石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，化学反应方程式为：2CaCO3+2SO2+O2+4H2O <==> 2CaSO4•2H2O+2CO21mol的SO2脱除需1mol的CaCO3，同时产生1mol的CaSO4•2H2O（石膏）。
其中SO2的分子量为64，CaCO3的分子量为100，CaSO4•2H2O（石膏）的分子量为172 SO2的脱除量可以按以下原则进行简单的计算。
根据国家环保总局《主要污染物总量减排统计办法》第六条规定：污染物排放量可采用监测数据法、物料衡算法、排放系数法进行统计。
针对煤粉炉而言，煤中硫分转换为二氧化硫的系数为0.8。
测算公式如下：燃料燃烧二氧化硫的脱除量=燃料煤消费量×煤含硫率×0.8×2×脱硫率当已知燃煤耗量、煤质中的硫含量、脱硫率，则可对通过石灰石耗量、石灰石中CaCO3的含量、石膏产量来判断脱硫系统是否正常运行。
例：某电厂提供的燃煤数据为500t/h，煤质中含硫率为：1%，脱硫率：95%，根据测算公式可知，SO2脱除量=500×1%×0.8×2×95%=7.6t/h；纯石灰石耗量为：7.6÷64×100=11.875t/h，考虑石灰石纯度为92%，Ca/S比为1.03,则石灰石耗量为：11.875×1.03÷92%=13.59t/h；折算到浆液时为每小时消耗38.5m3/h（30%浆液浓度）;石膏产量为：7.6÷64×172=20.425t/h.湿法脱硫系统物料平衡一、计算基础数据（1）待处理烟气烟气量：1234496Nm3/h（wet）、1176998 Nm3/h（dry）烟气温度：114℃烟气中SO2浓度：3600mg/Nm3二、平衡计算（1）原烟气组成计算(2）烟气量计算质量流量和体积流量的关系：质量流量(kg/h)=体积流量(Nm3/h)×密度(kg/m3) 1、①→②（增压风机出口→GGH出口）：取GGH的泄漏率为0.5%，则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h×（1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h 泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。
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。
湿式石灰石-石膏法烟气脱硫设计方法及过程
k1-n DN100 PN1.6 突面 HG20593-97 氧化风进口
m1-3 DN80 PN1.6 突面 HG20593-97 仪表接口
0
内部审核
修改
说
明
设 计 校 核 审 核 审 定 项目经理 日 期
0
内部审核
修改
说
明
设 计 校 核 审 核 审 定 项目经理 日 期
清华同方股份有限公司
能源环境公司
0,803[kg / Nm砞
m water 77.800 [Nm³/ h] 0,803[kg / Nm砞 62.500 [kg / h]
燃煤烟气成分
• 烟气密度
assumed data
• Density flue gas → 1,35 [kg/Nm³] • 质量流量
m flue gas,dry Vdry,inlet flue gas,dry
m fluegas,dry 1.002.200 [Nm³/ h]1,35 [kg / Nm砞 m fluegas,dry 1.352.000 [kg / h]
m flue gas,wet m flue gas,dry m water m fluegas,wet 1.352.000 [kg / h] 62.500 [kg / h] m fluegas,wet 1.414.500 [kg / h]
燃煤烟气成分
化学过程
• 输入数据
– SO2 – removal efficiency – S proportion in coal – Coal – S + O2 = SO2
Note atomic mass:
→ 95 [%] → 0,79 [%] → 127 [t/h]
石灰石-石膏法烟气脱硫—湿法系统设计讲义剖析
石灰石-石膏法烟气脱硫湿法系统设计讲义目录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....................... 错误!未定义书签。
6.物料平衡计算、热平衡计算..................... 错误!未定义书签。
7.设备选型计算................................. 错误!未定义书签。
7.1 设备选型依据........................... 错误!未定义书签。
7.2 增压风机............................... 错误!未定义书签。
7.3 GGH(略) ............................... 错误!未定义书签。
7.4 吸收塔................................ 错误!未定义书签。
7.5 除雾器................................. 错误!未定义书签。
7.6 吸收塔浆液循环泵 ...................... 错误!未定义书签。
7.7 氧化风机............................... 错误!未定义书签。
7.8 石灰石卸料装置......................... 错误!未定义书签。
7.9 湿式球磨机............................. 错误!未定义书签。
7.10 真空皮带脱水机........................ 错误!未定义书签。
7.11 石膏输送皮带.......................... 错误!未定义书签。
7.12 空气压缩机............................ 错误!未定义书签。
7.13 箱, 坑................................ 错误!未定义书签。
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Pas。
3 由H as＝0.622Pas/（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Tas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GG H 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。
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。
石灰石石膏湿法烟气脱硫吸收塔出口烟气温度及蒸发水量的计算分析概要
第 38卷第 4期 2007年 7月锅炉技术BOIL ER TECHNOLO GY Vol. 38, No. 4J ul. ,2007收稿日期 :2007-03-27作者简介 :朱文斌 (1973- , 男 , 上海交通大学在读工程硕士 , 从事燃煤电站湿法烟气脱硫的工程设计工作。
文章编号 : CN31-1508(2007 04-0068-04石灰石石膏湿法烟气脱硫吸收塔出口烟气温度及蒸发水量的计算分析与修正朱文斌 , 王定(上海交通大学机械与动力工程学院 , 上海 200030关键词 :烟气脱硫 ; 吸收塔 ; 烟气温度 ; 蒸发水量摘要 :根据热力学基本原理 , 程。
计算采用典型 F G D 入口烟气参数 , 塔内蒸发水量 , 并分析了其变化规律。
此外 , 。
中图分类号 : X 705:1前言石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺目前在大中型燃煤电站锅炉的烟气处理装置中占主导地位。
其简要流程见图 1。
从锅炉来的原烟气经烟气换热器降温后进入吸收塔。
在吸收塔内 , 向上流动的烟气与向下喷淋的经雾化的吸收浆液相接触 , 烟气中的SO 2、 HF 、 HCl 等气态污染物通过传质、换热和氧化过程同钙基吸收剂发生反应 , 生成 CaSO 4・ 2H 2O 石膏结晶、 CaF 等产物。
原烟气通过洗涤 , 其中携带的大部分的 SO 2污染物和灰尘得以去除。
图 1石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺流程图 (带 GGH喷淋塔内的热烟气的洗涤过程 , 类似绝热增湿过程 , 需要蒸发大量水分 , 这使得火力发电厂的工艺水消耗量很大。
为了准确计算吸收塔出口烟气温度及其蒸发水量 , 有必要给出一个简单且准确的计算方法。
同时这 2个参数的确定对整个 F GD 系统烟气部分的物料平衡计算至关重要, 而且这对设置了 GGH 的 F GD 系统的换热器选型计算也是不可缺少的。
2数学模型的建立湿法脱硫吸收塔的简要流程见图 2。
图 2脱硫吸收塔其热力过程按绝热增湿简化模型考虑 , 如图 3中的 A G 过程线 , 即在整个烟气处理过程中保持烟气焓值不变 , 烟气中的含湿量不断增加 , 直至湿烟气为饱和状态。
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。
SO 3、HCl 和HF与悬浮液中的石灰石，按以下反应式发生反应：SO 2＋H 2O→2H ＋＋SO 32－Ca CO 3 +2HCl<==>CaCl 2 + H 2O+ CO 2Ca CO 3 +2HF <==>CaF 2 +H 2O+ CO 23.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。
脱硫后的净烟气通过除雾装置除去烟气中的水分，然后通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： 脱硫循环池池工业水 烟 囱 经除尘器除尘后的烟气 引风机 脱硫塔石灰石浆池脱硫液 石灰石浆液CaCO 3出气阀门旁路阀门 进气阀门 塔内氧化系统脱水系统 脱硫液工艺水池 脱硫废弃物滤液循环利用 经炉内脱硫将SO 2浓度降至3000mg/m 3 事故水池（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）SO 2初始浓度，单位：mg/m3或mg/Nm3；（4）SO 2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/T2V1: 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SO 2初始浓度设计值时，可用燃料中的含S 率及消耗量去计算SO 2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，并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 232 64C SO2=2×B ×S ar /100×ηso2/100×109C 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需要钙基吸收剂的过量程度，也说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的有效利用率。
液气比、钙硫比选择依据根据《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》HJ462-2009（3）脱硫效率：单位时间内烟气脱硫系统脱除SO 2的量与进入脱硫系统时烟气中的SO 2量之比。
%100212C ⨯-=C C 脱硫效率 C1—脱硫后烟气中SO 2的折算浓度（mg/m 3或mg/Nm 3）C2—脱硫前烟气中SO 2的折算浓度（mg/m 3或mg/Nm 3）（4）系统可利用率：指脱硫装置每年正常运行时间与发电机组每年总运行时间的百分比。
可用率 = (A – B)/ A ×100%A:发电机组每年的总运行时间，hB:脱硫装置每年因脱硫系统故障导致的停运时间,h4.3.2 脱硫系统的组成及主要设备选型石灰石-石膏湿法脱硫系统主要由以下几部分组成：4.3.2.1 SO 2吸收系统该系统包含：脱硫塔（喷淋层）、浆液循环泵（卧式单吸离心泵）、氧化风机（罗茨风机）、除雾器、浆液搅拌装置、监测控制仪表等设备。
（1）脱硫塔的设计计算脱硫塔分为循环氧化区和喷淋除雾区两部分。
a.喷淋除雾区直径设计：首先设定喷淋区烟气流速v ，则喷淋区直径D1 14.3360021⨯⨯⨯=v QDQ-进脱硫塔的烟气流量，m3/h ；v-喷淋区烟气流速,m/s,一般设定为3-3.5m/s注意：D1计算出来后取整数（保留前2位数字）后，再反算出最终流速值v1。
b.喷淋除雾区高度设计：喷淋除雾区总高度H1=h1+（n-1）×h2+h3+h4+h5+h6+h7 mmh1：第一层喷淋层中心到脱硫塔进气口顶面距离，一般为2000-2500mm ； h2：每一层喷淋层的中心高度，一般为1700mm ；n-喷淋层数量；h3：最上层喷淋层中心到除雾器第一层冲洗层中心高度，一般为2500-3000mm ；h4：除雾器第一层冲洗层到最上层除雾板顶面高度，由除雾器厂家确定。
h5：除雾器最上层除雾板顶面到喷淋除雾区直筒段顶端高度，一般为1500mm ；h6：喷淋除雾区收口段高度，一般为1000mm ；h7：脱硫塔出口烟道衔接直筒段高度，直筒段直径D3=D4+0.2m(D4脱硫出气口直径)；c. 循环氧化区有效容积设计:主要由循环浆液在该区的停留时间所确定，首先必须先确定脱硫浆液循环总量G=Q ×液气比（m3）÷1000循环氧化区有效容积V 循=G ÷60×T 停 m3T 停-循环浆液在该区的停留时间，石膏颗粒在循环浆池中足够长的停留时间对于晶体化和晶体的生长是非常有必要的。
只有这样，FGD 的副产物石膏才能得到更好的利用。
一般设计4min(最低不小于2.5min),浆液浓度维持在20-25wt%。
得出循环氧化区有效容积V 循后，则需确定循环氧化区直径D2和高度。
直径D2略大于喷淋除雾区直径D1（一般大2m，D2=D1+2）需具体考虑。
取定循环氧化区直径D2后可计算出循环÷3.14÷（D2）2×4 (m)氧化区有效高度H2=V循循环氧化区总高度H3=H2+h8+h9 mmh8：循环氧化区有效高度（即循环液液面）到脱硫塔进气口底面距离，一般为1000mm。
h9：脱硫塔进气口底面到进气口顶面距离。
（2）浆液循环泵（卧式单吸离心泵）选型单台循环泵流量G泵=Q×液气比（m3）÷1000÷n (m3/h)单台循环泵扬程H泵=H喷淋层+ H喷嘴(m)单台循环泵轴功率Ne=G泵×H泵×9.81×ρ浆÷3600÷η泵÷η机=2.725×G泵×H泵×ρ浆÷η泵÷η机÷106 (KW)H喷淋层：每一层喷淋层的总高度；H喷嘴：每一层喷淋层喷嘴出口压力；我公司所通用的大流量碳化硅蜗口型喷嘴所需出口压力为0.1MPa(相当于10m扬程)ρ浆：石膏浆液比重，1130kg/m3(含固量20%)η泵：循环泵效率，一般为80%η机：机械传动效率，取值98%单台循环泵额定轴功率P=K×Ne (KW)K：泵的裕量系数 NE≤22 K=1.25； 22<NE≤55 K=1.15；55<NE K=1.00 （3）脱硫塔氧化区搅拌和氧化系统吸收塔反应池装有多台侧入式搅拌机。