脱硫脱硝课程设计.doc

脱硫脱硝课程设计

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2020年4月19日
文档仅供参考，不当之处，请联系改正。
目录
1、前言 3
2、设计原则 3
3、设计步骤 5
4、设计计算书 5
4.1理论空气量的计算 5
4.1.1碳与氧的作用 5
4.1.2氢与氧的作用 6
4.1.3硫与氧的作用 6
4.2空气过剩系数 6
4.3水蒸气量的计算 7
4.4烟气体积计算 7
4.4.1 理论烟气体积 7
4.4.2、实际烟气体积 8
4.4.3、烟气体积和密度的校正 8
4.4.4 过剩空气较正 8
5、物料平衡核算 9
5.1吸收塔的物料平衡 9
5.2石膏处理系统的物料平衡 10
5.3烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡 11
5.4水平衡 11
5.5热量平衡的计算 12
6、设计计算书 16
7、总结 24
7.1对本设计的评述或有关问题的分析讨论 24
8、参考文献 24

2×300MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计（有GGH）
1、前言
中国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧开释出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加，加大火电厂SO2的控制力度就显得非常紧迫和必要。SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫（FGD），当前烟气脱硫被以为是控制SO2最行之有效的途径。当前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，主要分为干法（或半干法）和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，技术比较成熟，是当前使用最广泛的脱硫技术，根据吸收剂种类的不同又可分为石灰石/石膏法（钙法）、氨法、海水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术，在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。
截至 底，中国脱硫装机超过6亿千瓦，其中85%以上为湿法烟气脱硫，多存系统稳定性差，脱硫效率波动较大等问题。火电厂大气污染物排放标准GB13223- 将执行200mg/m3的SO2排放浓度限值，且新建脱硫装置将不允许设置旁路，对脱硫装置性能与可靠性要求极高。
2、设计原则
2×300MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计（含GGH）
1、已知参数：
（1）设计煤质（详细数据见指导书）。
（2）哈尔滨锅炉有限公司HG-1060/17.5-HM35型号锅炉（详细数据见
导书）。
（3）环境温度20℃，空气中的水质量含量1%。
（4）石灰石品质：CaCO3含量98.2%，SiO2含量1.1%，CaO含量54.5%，MgO含量0.65%，S含量0.025%。
（5）电除尘器除尘效率99.7%。
（6）除尘器漏风系数3%。
（7）增压风机漏风系数1%。
（8）GGH漏风系数1%。
2、设计条件：
（1）除尘器出口烟气温度138℃。
（2）脱硫效率95%。
（3）氧化倍率2。
（4）Ca/S摩尔比1.03。
（5）烟气流速3.5m/s。
（6）雾化区停留时间2.5s。
（7）液气比14L/m3。
（8）停留时间5s。
（9）GGH净烟气侧出口温度80℃。
3、设计内容：
（1）燃料灰渣计算。
（2）FGD系统烟气量计算。
（3）石灰石与石膏耗量计算。
（4）除尘器出口飞灰计算。
（5）设计计算（氧化风量、蒸发水量、脱硫反应热、吸收塔内放热、水蒸发吸收、水平衡、石灰石用量、石膏产量、吸收塔尺寸、氧化槽尺寸核算等）。
（6）对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
（7）吸收塔工艺流程图，并在图上标注系统主要烟气流量与SO2浓度参数。
（8）绘制吸收塔塔体结构尺寸图。
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，经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经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经过强制氧化在吸收塔浆池中生成石膏颗粒。其它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。
石膏浆液经过石膏排出泵（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）。

图1 石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺流程图
3、设计步骤
1、确认烟气参数、煤质资料、吸收剂成份、脱硫效率；
2、系统流程的确定；
3、物料平衡计算（烟气量核算、工艺水核算、热量核算、物料核算）；
4、各子系统流程的确定（烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处理系统、工艺水系统、浆液排空系统、废水排放和处理系统、电气系统、控制系统）；
烟气系统：是否全烟气脱硫？选择轴流式还是离心式风机？GGH是否保留？烟道、吸收塔等设备采用何种防腐方式？SO2吸收系统：多炉一塔还是一炉一塔？几层喷淋层？什么类型的除雾器？氧化风机布置几台？吸收剂制备系统：直接购置石灰石粉末、购置一定块度的石灰石磨制？湿式制浆还是干式制浆？石膏处理系统：石膏抛弃还是回收利用？
4、设计计算书
4.1理论空气量的计算
假定1kg煤完全燃烧，空气中的氧和煤中能参加燃烧的氧（固有氧）全部被耗尽，此时所需要的空气量称理论空气量。计算时相关假定如下：
1） 空气仅由N2和O2组成，气体积比为79/21=3.76；
2） 燃料中的固态氧可用于燃烧；
3） 燃料中的硫被氧化成SO2；
4） 计算理论空气量时忽略NOX的生成量
4.1.1碳与氧的作用
C + O2 = CO2 （1）
12kg 22.4m3 22.4m3
（在标准状态下，下同）
此式表明，12kg C完全燃烧时，需消耗22.4m3O2，并生成22.4m3CO2，因此1kg碳完全燃烧消耗的O2为22.4/12=1.8667（m3）。
4.1.2氢与氧的作用
2H2 + O2 = 2H2O （2）
4.032kg 22.4m3 44.8m3
由式（2）可知，1kg H2燃烧后要消耗O222.4/4.032=5.5556（m3）。
4.1.3硫与氧的作用
S + O2 = SO2 （3）
32kg 22.4m3 22.4m3
由式（3）可知，1kgS燃烧时，需消耗O222.4/32=0.7（m3）。
在1kg煤中含有的碳、的氢、的硫，因此1kg煤燃烧时，碳、氢、硫3种元素的需氧量为：。
但这些氧并非完全来源于空气，因为1kg煤中还含有的氧，这部分氧可与碳、氢、硫化合，因此，在计算空气需要量时，应将这部分氧量扣除。
氧的分子量为32，故 kg的氧在标准状态下的体积为。
这样1kg煤燃烧所需的O2为
由于空气中O2的容积含量为21%，因此，1kg煤燃烧所需的理论空气量为：

这是理想状态下燃烧所需的空气量，在实际燃烧过程中所需的空气量αVOi＞VOi。
4.2空气过剩系数
实际空气量与理论空气量之比为空气过剩系数
一般
4.3水蒸气量的计算
在标准状态下，空气的密度，空气中水蒸气的含量d=10g/kg空气，水蒸气的密度。
1kg煤在理论空气量下燃烧所生成的烟气体积称理论烟气体积，它包括CO2、SO2、N2和水蒸气等，在理论烟气体积中水蒸气有以下3个来源。
A、煤中氢元素的氧化由式（2）可知，1kgH2完全燃烧后生成44.8/4.032≈11.11（m3）的水蒸气，因此1kg煤中的氢燃烧后生成的水蒸气的体积为：
（4）
B、燃煤中的水分，其体积为：
（5）
C、随空气带入的水蒸气其体积为：
（6）
但在实际燃烧过程中，，因此随空气带进去的水蒸气应为：

式（4）、式（5）、式（6）相加即得到烟气中水蒸气的体积：

4.4烟气体积计算
4.4.1 理论烟气体积
在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积以表示，烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸汽。
干烟气：除水蒸汽以外的成分称为干烟气；
湿烟气：包括水蒸汽在内的烟气。

4.4.2、实际烟气体积

4.4.3、烟气体积和密度的校正
燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。
大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。
设观测状态下：（Ts、Ps下）烟气的体积为Vs，密度为ρs。
标态下： （TN、PN下） 烟气的体积为VN，密度为ρN。
标态下体积为：
标态下密度为：
美国、日本和国际全球监测系统网的标准态是298K、1atm，在作数据比较时应注意。
4.4.4 过剩空气较正
因为实际燃烧过程是有过剩空气的，因此燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。
用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，能够确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。
空气过剩系数为
m---------过剩空气中O2的过剩系数
设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示，

假设空气只有O2、N2分别为21%、79%，则空气中总氧量为
理论需氧量： 0.264N2P—O2P
因此
若燃烧完全
若燃烧不完全产生CO须校正，即从测得的过剩氧中减CO氧化为CO2所需的O2

各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。
5、物料平衡核算
5.1吸收塔的物料平衡
进入脱硫系统的主要组分为N2、CO2、O2、水蒸气、少量的组分为SO2、NOx、HF、HCl、SO3、H2SO4蒸气以及微量的汞蒸气等。在FGD系统中，大部分SO2和少量O2被吸收。对于石灰石脱硫系统，每脱除1molSO2大约增加1molCO2。FGD系统对粉尘的吸收率为60%~80%，虽然这些粉尘对于FGD副产品的纯度影响不大，但其中的一些微量元素足以影响FGD工艺流程的化学特性（例如Al3+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Hg2+等）。Al3+与F-形成的结合物会抑制CaCO3的溶解，Mn2+及Fe3+是亚硫酸盐的氧化催化剂，将加速它们的氧化过程；Hg2+废水排放需进行处理，否则废水无法达标排放。
烟气进入脱硫塔，塔内水分蒸发，烟气降温并吸收水蒸气达到饱和状态。塔内水分的蒸发量与燃煤成分、入口烟气温度、入口烟气含湿量有关。降温后。的烟气与石灰石—石膏浆液逆流接触后排出吸收塔，石灰石—石膏浆液在塔底进一步氧化后，排出吸收塔，进入石膏处理装置。吸收塔系统的进料有5部分，石灰石浆液、烟气、石膏处理系统的滤坑水、设备冲洗水和氧化空气。出料有两股，分别是净烟气和石膏浆液。
吸收塔内发生的主要化学反应如下所示：
主反应：

副反应：

实际过程中，副反应还有很多，比如生成硫酸镁、氯化镁、亚硫酸镁等，但由于塔内发生的化学反应复杂，动力学和热力学参数较难获得，而且石灰石中镁的含量较低，对衡算结果影响较小，因此计算时忽略这些反应。以上6个反应的反应程度与设备、反应停留时间、温度、原料配比等都有很大的关系。吸收塔中的化学反应由于反应物多，反应条件复杂，应留待进一步研究。
5.2石膏处理系统的物料平衡
石膏排出泵的石膏浆液进入石膏旋流器，底部重组分进入真空皮带机进一步分离，真空皮带机生产出石膏饼，滤液进入滤坑。石膏旋流器顶部的轻组分一部分进入滤坑，一部分进入废水旋流器分离。废水旋流器顶流排出系统，底流进入滤坑。石膏处理系统的进料有4股，为石膏浆液和皮带机冲洗水、石膏冲洗水及系统补充水。出料有2股，分别为石膏饼、进入吸收系统的滤液水。
石膏浆液在石膏旋流器的分配和各组分的粒径密度及旋流器的结构有关。石膏旋流器分配按照一下原则：入口固含量20%（质量百分数），底流固含量50%，顶流固含量小于6%。废水旋流器的入料量由烟气带来的氯离子量决定，使得处理后的废水能带走几乎所有进入系统的氯离子，而系统中氯离子的含量为 0ppm。废水旋流器的分配：进料固含量小于6%，底流固含量10%。
石膏饼及真空皮带机的冲洗水由设备厂商提供。滤液补充水的量由水平衡的计算得出。
5.3烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡
这里所说的烟气系统包括增压风机和除尘两个设备，进料是除尘器入口原烟气、废水及增压风机漏入空气，出料是可排放净烟气。增压风机考虑有1%的漏风。
石灰石制浆系统有石灰石和制浆水两股进料，石灰石浆液一股出料。为水平衡考虑，制浆水采用石膏处理系统来的制浆水。石灰石浆液的固含量为30%。
5.4水平衡
图3所示的是徐塘2×300MW FGD系统设计煤种、100%负荷下的水平衡结果。进入系统的工艺水包括吸收塔管道冲洗水、M/E冲洗水、石膏清洗水、真空皮带机清洗水，这些冲洗水量均由设备厂商提供。氧化空气增湿水的量由热平衡计算得出。吸收塔补充水量经过输出水量和其它进入系统的水相减得到。排出系统的水包括烟气带走的水蒸气、石膏带水、石膏结晶水、废水及M/E出口烟气带走的液滴。烟气带走的水蒸气由热量平衡得出，石膏带水和石膏结晶水根据石膏饼的含水量及1mol石膏带2mol水计算得出，废水量由烟气中的氯离子决定，保证系统中浆液的氯离子浓度小于 0ppm，M/E出口带水量根据设备厂商提供的100mg/Nm3得到。

图3 工业水平衡示意图
5.5热量平衡的计算
热量平衡的计算是水平衡计算的基础，所有工艺水将汇入吸收塔，与烟气接触，传质传热后排出系统。工艺水排出系统一部分是随着石膏带出，而大部分将被烟气的热量蒸发随烟气排出。同时烟气的温度也将降到40～50℃，烟气的湿度达到饱和。为了得到烟气带走的蒸发水量，必须对系统的热量进行计算。

图4 热量平衡的绝热系统
首先要假设一个绝热系统，进出的物料包括烟气氧化空气和工艺水，固体物成分复杂，含量少，温度变化小没有相变，计算时将其忽略。系统温度较低，和外界温差小，认为绝热系统的假设能够成立。
输入该绝热系统的热量转化为出口烟气焓、工艺水升温热量、蒸发热量。即

式中：－入口烟气焓，kJ
－化学反应热，kJ
－氧化空气焓，kJ
－出口烟气焓，kJ
－加热工艺水热量，kJ
－蒸发水热量，kJ
入口烟气焓能够由以下公式计算：

式中：iy－烟气焓，kJ/Nm3；
－氮气焓，kJ/Nm3；
－氮气体积百分数；
－氧气焓，kJ/Nm3；
－氧气体积百分数；
－水蒸气焓，kJ/Nm3；
－水蒸气体积百分数；
－二氧化碳焓，kJ/Nm3；
－二氧化碳体积百分数。
这里忽略含量极小的SO2、HF、HCl、飞灰对烟气焓的影响。对手册中查到的烟气焓对温度的关系进行拟和得到如表1计算公式。

图5 氧气焓的拟合
化学反应热只考虑主反应：

表1 不同温度下的烟气焓
计算公式：
气体
氮气
氧气
水蒸气
二氧化碳
空气
a
1.29493
1.3036
1.49352
1.60067
1.31964
b
-2.24995×10－5
1.4295×10－4
1.03812×10－4
1.05537×10－3
1.49132×10－5
c
2.62179×10－7
1.76927×10－7
2.39515×10－7
-0.69641×10－6
2.54394×10－7
d
-1.99753×10-10
-2.27605×10-10
-1.48184×10-10
3.19985×10－10
-2.14784×10-10
e
0.64628×10－13
9.64836×10－14
3.8325×10－14
-0.86062×10-13
0.74175×10－13
f
-0.78791×10-17
-1.41095×10-17
-3.8808×10－17
0.98001×10－17
-0.94692×10-14
化学反应热为：
式中－反应的SO2，kmol
－反应式（9）的反应热，kJ/kmol
氧化空气焓和出口空气焓可查表1计算。
加热工艺水热量：
式中：－水比热容，kJ/（kg·℃）；
－工艺水量，kg；
－吸收塔内温度，℃；
－工艺水入口温度，℃。
水蒸气吸收的热量：

式中：meva－蒸发水量，kg
rtout－tout温度下的汽化热，kJ/kg
对40ºC～50ºC水的汽化热拟合得：

图6 蒸汽压的拟合
●，拟和值；－，文献值
假定一个出口温度tout，由（7）、（8）、（9）、（10）、（11）可得出蒸发水的热量，由（12）得到蒸发水的量。因为出口烟气的水蒸汽是饱和的，因此经过蒸发水量和原烟气的湿度能够得出出口温度tout。
对40ºC～50ºC水的饱和蒸汽压拟合得到：
……（14）
式中p－蒸汽压，Pa；t－温度，℃
6、设计计算书
一）原始数据
序　号
项目
符　号
单　位
煤种
（1）煤质资料
1
应用基碳份
Cy
%
51.93
2
应用基氢份
Hy
%
2.36
3
应用基氧份
Oy
%
5.88
4
应用基氮份
Ny
%
0.42
5
应用基硫份
Sy
%
0.7
6
应用基灰份
AY
%
30.38
7
应用基水份
Wy
%
8.33
8
低位发热量
QyDW
kJ/kg
19646
（2）锅炉型号及参数
1
锅炉型号

SG220/9.8-M671
2
锅炉制造厂

哈尔滨锅炉有限公司
3
蒸发量
Dgr
t/h
1060
4
过热蒸汽温度
tgr
℃
540
5
过热蒸汽压力
pgr
Mpa
17.50
6
过热蒸汽焓
igr
kJ/kg
3395.3
7
再热蒸汽流量（出口/进口）
Dzr
t/h
879
8
再热蒸汽温度（出口）
t"zr
℃
540
9
再热蒸汽温度（进口）
t'zr
℃
332
10
再热蒸汽压力（出口）
p"zr
Mpa
3.975
11
再热蒸汽压力（进口）
p'zr
Mpa
3.775
12
再热蒸汽焓（出口）
i"zr
kJ/kg
3538.73
13
再热蒸汽焓（进口）
i'zr
kJ/kg
3147.76
14
汽包压力
p
Mpa
19.00
15
排污率
αps
/
0.01
16
排污水焓
ips
kJ/kg
1749.5
17
给水温度
tgs
℃
282
18
给水压力
pgs
Mpa
19.392
19
给水焓
igs
kJ/kg
1333.60
20
锅炉效率（高位发热量计）
ηgl
/
0.8314
21
锅炉效率（低位发热量计）
ηdl
/
0.9247
22
机械未完全燃烧损失
q4
%
1.00
23
炉膛过剩空气系数
αl
/
1.15
24
空预器出口过剩空气系数
αky
/
1.20
25
空预器进口过剩空气系数
αky
/
1.33
25
灰渣分配比例
Φh
%
85
（3）环境参数
1
环境温度
t0
℃
20
2
标态下SO2密度

kg/Nm3
2.856
3
空气中的水质量含量

%
1
4
空气密度

kg/m3
1.29
（4）石灰石品质资料（石灰石矿点）
1
CaCO3含量

%
98.2
2
SiO2含量

%
1.1
3
CaO含量

%
54.5
4
MgO含量

%
0.65
5
S含量

%
0.025
（5）电除尘器资料
1
电除尘器数量

2
每台电除尘器电场数

3
厂商

4
型式

5
除尘效率
ζep
%
99.7
（6）吸收塔设计参数
1
除尘器出口烟气温度
℃
138
2
脱硫效率
%
97
3
氧化倍率

2
4
空气中的水含量
kg/kg
0.008
5
空气密度
kg/m3
1.290
6
石灰石含量
%
98.2
7
镁含量
%
0.65
8
钙硫比

1.05
9
烟气流速
m/s
4
10
雾化区停留时间
s
2.5
11
液气比
L/m3
12
12
停留时间
min
5
二）燃料灰渣计算
序号
项目
符号
单　位
计算公式
计算结果
1
耗煤量
Bh
t/h
=（Dgr（igr-igs）+αps（i'-igs）+Dzr（izc-izj））/（Qgηg）
154.84
2
计算燃料消耗量
Bj
t/h
=Bh*（100-q4）/100
153.29
3
除尘器进口灰量
Gepi
t/h
=φh*ζep
23.72
4
除尘器出口灰量
Gepo
t/h
=φh*（1-ζep）
0.071
三）FGD进口烟气量的计算
（1）烟气量的计算
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
理论空气量
Vo
Nm3/Kg
0.0889（Cy+0.375Sy）+0.265Hy-0.0333Oy
5.065
2
N2理论体积
VN20
Nm3/Kg
0.79V0+0.008Ny
4.008
3
CO2理论体积
VCO20
Nm3/Kg
1.866Cy/100
0.931
4
SO2理论体积
VSO20
Nm3/Kg
0.7Sy/100
0.004
5
RO2理论体积
VRO20
Nm3/Kg
1.866（Cy+0.375Sy）/100
0.935
6
水蒸汽理论体积
VH2O0
Nm3/Kg
0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V0
0.520
7
燃烧产物理论体积
Vy0
Nm3/Kg
VN20+VRO20+VH2O0
5.464
8
空预器出口燃烧产物实际体积（（湿）
Vky
Nm3/Kg
Vy0+0.0161（αky-1）V0+（αky-1）V0
6.493
9
蒸汽吹灰量
g
kg/kg
锅炉厂定
0.00
10
空预器出口烟气比重
r0y
Kg/Nm3
（1-0.01Ay+1.285αkyV0+g）/Vky
1.316
11
空预器出口烟气量
Qpy
Nm3/h
Vky*Bj*103
1036279
12
除尘器漏风系数
△α1
/
除尘器厂给定
0.03
13
增压风机漏风系数
△α2
/
增压风机厂给定
0.01
14
GGH漏风系数
△α3
/
GGH厂给定
0.01
15
除尘器出口温度
t1
℃
（αky*tpy+△α1*t0）/（αky+△α1）
135
16
增压风机出口温度
t2
℃
（αky*tpy+∑△α*t0）/（αky+∑△α）
134
17
GGH出口温度
t3
℃
（αky*tpy+∑△α*t0）/（αky+∑△α）
133
18
除尘器出口烟气实际体积(湿烟气)
Vpy1
Nm3/Kg
Vky+0.0161△α1*V0+△α1*V0
6.647
19
除尘器出口烟气量(湿态、标态)
Qpy1b
Nm3/h
Vpy1*Bj*103
1060922
20
除尘器出口烟气实际体积(干烟气)
Vpy1g
Nm3/Kg
VN2＋VO2＋VCO2＋VSO2
6.108
21
增压风机进口烟气量（标干）
Qpy1
m3/h
Vpy1*Bj*103*（273+t1）/273
974847
22
增压风机出口烟气实际体积(湿烟气)
Vpy2
Nm3/Kg
Vky+0.0161∑△α*V0+∑△α*V0
6.750
23
增压风机出口烟气量(湿态、标态)
Qpy2b
Nm3/h
Vpy2*Bj*103
1077351
24
增压风机出口烟气量(湿态、实际)
Qpy2
m3/h
Vpy2*Bj*103*（273+t3）/273
6.750
25
增压风机烟气实际体积(干烟气)
Vpy2
Nm3/Kg
VN2＋VO2＋VCO2＋VSO2
6.108
26
增压风机出口烟气量(干态、标态)
Qpy2b
Nm3/h
Vpy2b*Bj*103
974847
27
增压风机出口烟气量(干态、实际)
Qpy2
m3/h
Vpy2*Bj*103*（273+t3）/273
1454034
（2）除尘器出口烟气成分
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
N2体积
VN2
Nm3/Kg
VN20+0.79（αky+∑△α-1）Vo
4.9288
2
O2体积
VO2
Nm3/Kg
0.21（αky+∑△α-1）Vo
0.2447
3
CO2体积
VCO2
Nm3/Kg
VCO20
0.9311
4
SO2体积
VSO2
Nm3/Kg
0.85*VSO20
0.0035
5
水蒸汽体积
VH2O
Nm3/Kg

0.5387
（3）FGD进口烟气成分
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
N2体积
VN2
Nm3/Kg
VN20+0.79（αky+∑△α-1）Vo
4.9288
2
O2体积
VO2
Nm3/Kg
0.21（αky+∑△α-1）Vo
0.2553
3
CO2体积
VCO2
Nm3/Kg
VCO20
0.9311
4
SO2体积
VSO2
Nm3/Kg
0.85*VSO20
0.0035
5
水蒸汽体积
VH2O
Nm3/Kg

0.5395
（4）烟气成分与湿烟气量比值
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
N2体积百分比

%
100*VN2/Vpy4
73.61
2
O2体积百分比

%
100*VO2/Vpy4
3.78
3
CO2体积百分比

%
100*VCO2/Vpy4
13.79
4
SO2体积百分比

%
100*VSO2/Vpy4
0.05
5
水蒸汽体积百分比

%
100*VH2O/Vpy4
7.99
（5）烟气成份与干烟气量比值
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
N2体积百分比

%
100*VN2/Vpy4
81.35
2
O2体积百分比

%
100*VO2/Vpy4
4.18
3
CO2体积百分比

%
100*VCO2/Vpy4
15.24
4
SO2体积百分比

%
100*VSO2/Vpy4
0.06
（6）原烟气中SO2浓度计算
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
转换成SO2体积
VSO2s
Nm3/Kg
VSO2
0.003511
2
原烟气SO2体积流量
QSO2v
Nm3/h
VSO2s*Bj*103
560.27
3
原烟气SO2质量流量
QSO2m
kg/h
ρSO2*QSO2v
1600.13
4
原烟气进口SO2浓度（干态）
CSO2
mg/Nm3
1000*1000*QSO2m/（Qpy5*273/（273+t4））
2448.26
四）石灰石与石膏耗量
序号
项目
符　号
单　位
计算公式
计算结果
1
石灰石耗量
Glim
t/h

3.716
2
副产物石膏产量
Ggy
t/h
Qpy2*10-9*（CSO2'*172/64）+ Glim */100*0.04+ Glim *（1-/100）
5.964

五）除尘器出口飞灰浓度
序号
项目
符号
单位
计算公式
计算结果
1
增压风机进口飞灰浓度（湿态）

g/Nm3
Gepi / Qpy1 *106
22.361
2
增压风机进口飞灰浓度（干态）

g/Nm3
Gepi / Qpy1 *106
24.335
二、烟温和水平衡计算
2.1原烟气（增压风机前）
烟气温度
℃
135.1
标态烟气体积流量
Nm3/h，湿
1,167,301
标态烟气体积流量
Nm3/h，干
1,000,483
实际烟气量体积流量
m3/h，湿
1,762,584
2.2原烟气（增压风机后）
烟气温度
℃
134.2
标态烟气体积流量
Nm3/h，湿
1,178,974
标态烟气体积流量
Nm3/h，干
1,010,488
实际烟气量体积流量
m3/h，湿
1,728,092
2.3吸收塔出口
烟气温度
℃
47.8
标态烟气体积流量
Nm3/h，湿
1,210,155
标态烟气体积流量
Nm3/h，干
1,000,648
实际烟气量体积流量
m3/h，湿
1,413,671
GGH净烟气出口
烟气温度
℃
80.0
标态烟气体积流量
Nm3/h，湿
1,109,149
标态烟气体积流量
Nm3/h，干
984,870
实际烟气量体积流量
m3/h，湿
1,434,175
2.4氧化空气流量
二氧化硫的含量
mg/Nm3
2,448
烟气中二氧化硫量
kg/h
3,746
需要脱除的二氧化硫的量
kg/h
3,559
氧气的质量
kg/h
1,779
氧化空气的量
kg/h（干）
7,687
氧化空气的量
kg/h（湿）
7,687
氧化空气的量
Nm3/h（湿）
5,959
2.5蒸发水量
设出口烟温
℃
47.8
出口烟气中水蒸气的分压
Pa
10,840
出口烟气中含水体积流量
Nm3/h
140,402
出口烟气中含水质量流量
kg/h
111,339
需蒸发水量
kg/h
29,350
需蒸发水体积
Nm3/h
37,011
2.6脱硫反应热
二氧化硫脱除量
kg/h
2,468
二氧化硫脱除量
kmol/h
56
反应放热
kJ/h
18,852
2.7吸收塔内放热
干烟气比热
kJ/kg.℃
1.04
水蒸气比热
kJ/kg.℃
1.99
烟气温降放热
kJ/h
76,145,126
吸收塔内放热
kJ/h
76,163,977
吸收塔内有效放热
kJ/h
68,547,580
2.8水蒸气蒸发吸热
水的汽化热
kJ/kg
2,380
蒸发水吸收
kJ/h
69,864,687
2.9余热比率
余热比率
%
-3.6%
2.10水平衡
进口水量
烟气含水
kg/h
74,517
石灰石浆含水(30%)
kg/h
13,733
氧化空气含水
kg/h
61
冲洗水、补充水
kg/h
33,499
小计(kg/h)
kg/h
129,282
出口水量
烟气带水
kg/h
101,072
石膏结晶水
kg/h
2,002
石膏浆排出水
kg/h
15,941

小计(kg/h)
kg/h
129,282
三、石灰石用量(25~35%)
吸收剂有效成分
%
98.8
石灰石用量
kg/h
5885.5
石灰石浆用量
kg/h
19618.2
四、副产物的生成量(15~25%)
二水石膏
kg/h
6,632
粉尘、杂质等
kg/h
1,063
合计
kg/h
10,628
排浆量
kg/h
53,138
其中结晶水
kg/h
2,002
五、主要设备
5.1吸收塔
计算直径
m
11.39
实际直径
m
12.00
烟气流速
m/s
3.47
雾化高度
m
8.68
5.2氧化槽
计算循环量
m3/h
15378.1
实际循环量
m3/h
16900.0
实际液气比
L/m3
14.0
浆液池体积
m3/h
1408.3
浆液池高度
m
12.5

编号
1
2
3
4
5
位置
增压风机进口
增压风机出口
GGH原烟气出口
吸收塔出口
GGH净烟气出口
温度（℃）
135.1
134.2
102.0
47.8
80.0
压力（Pa）
101,025
104,325
103,525
101,925
101,325
干态体积流量（Nm3/h）
974,937
984,687
974,840
975,023
984,870
湿态体积流量（Nm3/h）
1,060,922
1,071,531
1,060,816
1,098,434
1,109,149
运行工况（m3/h）（湿）
1,590,738
1,552,285
1,426,174
1,283,162
1,434,175
含水量（m3/m3）
0.0810
0.0810
0.0810
0.1124
0.1120
SO2浓度（mg/Nm3)
2448.3
2448.3
2448.3
122.4
145.7

7、总结
经过本次脱硫脱硝的课程设计，我们巩固了学习成果，加深了对电厂脱硫脱硝系统课程内容的学习与理解，初步掌握了电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的设计方法，培养和提高了计算能力、设计水平。在老师的指导下，基本能独立完成电厂脱硫脱硝系统的计算，锻炼和提高了分析及解决工程问题的能力。
首先，在图书馆查阅了大