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重磅丨最全脫硫工藝及其計算公式解析

日期:2018-02-10 信息來源:本站

近年來,大氣污染治理受到各界關注,脫硫脫硝是關鍵,本文將介紹脫硫工藝及計算公式詳解。

1.鈉堿法脫硫工藝

采用氫氧化鈉(NaOH,又名燒堿,片堿)或碳酸鈉(Na2CO3,又名純堿,塊堿)。

1)NaOH 反應方程式:

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O(pH值大于9)

Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(pH值在5~9)


2)Na2CO3反應方程式:

Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑(pH值大于9)

Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(pH值在5~9)


2.雙堿法脫硫工藝

1)脫硫過程

用碳酸鈉啟動:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2

用氫氧化鈉啟動:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

2種堿和SO2反應都生成亞硫酸鈉

Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3(pH值在5~9)


2)再生過程

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+2NaHSO3=Na2SO3+CaSO3↓ +2H2O

Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3


3.煤初始排放濃度

按耗煤量按500kg/h,煤含硫量按1%,煤灰份按20%,鍋爐出口煙氣溫度按150℃。

1)煙氣排放量

按1kg煤產生16~20m3/h 煙氣量計算

煙氣排放量=500×20= 10000m3/h


2)SO2初始排放量

SO2初始排放量=耗煤量t/h×煤含硫量%×1600(系數)=0.5×0.01×1600= 8kg/h

也可以計算為

SO2初始排放量=2×含硫量×耗煤量×硫轉化率80%= 2×0.01×500×0.8=8kg/h


3)標態與工況煙氣量

標態煙氣量=工況煙氣量×[273/(273+150煙氣溫度)]=10000×0.645=6450Nm3/h

已知標況煙氣量和煙氣溫度,計算其工況煙氣量

工況煙氣量=標況煙氣量×[(273+150煙氣溫度)/273]=6450×1.55=10000 m3/h


4)SO2初始排放濃度

=SO2初始排放量×106/標態煙氣量

=8×106÷6450=8000000/6450=1240mg/Nm3


5)粉塵初始排放量

=耗煤量t/h×煤灰份%×膛系數20%=500×0.2×0.2=20kg/h


6)粉塵初始排放濃度

=粉塵初始排放量×106/標態煙氣量= 20×106/6450=20000000/6450=3100mg/Nm3


4.運行成本計算

需先計算出SO2初始排放量kg/h,然后按化學方程式計算。

1)以 NaOH 為例,按理論計算,1kg二氧化硫用0.625kg氫氧化鈉反應。


2)由于Na2CO3需水解后才能產生NaOH,而NaOH可直接與SO2反應,堿性沒有NaOH高,不考慮使用Na2CO3,投加量比 NaOH 更多。


3)氫氧化鈉(碳酸鈉)和二氧化硫反應生成物為亞硫酸鈉,且當PH值在 6~8 時,亞硫酸鈉又會與二氧化硫反應生成亞硫酸氫鈉,而Ca(OH)2與亞硫酸氫鈉反應生成亞硫酸鈉,Ca(OH)2再與亞硫酸鈉反應生成 NaOH,完成再生。鈣硫比按1.03:1計算,1kg二氧化硫用1.156kg 氫氧化鈣反應。而氫氧化鈣又可與亞硫酸鈉反應生成氫氧化鈉,按理論計算,可以不用添加氫氧化鈉,但實際中會有誤差,誤差按5%的氫氧化鈣添加,則1kg二氧化硫用0.0578kg 氫氧化鈉。


5.風管和設備直徑計算

D=煙氣量/2820V

1)風管V為流速:10~15m/s

2)水膜除塵器V為流速:4~5m/s

3)脫硫噴淋塔V為流速:3~3.5m/s


6.除塵效率和脫硫效率

除塵效率=(除塵器捕集量/進入除塵粉塵量)×100%

               =[(進入除塵粉塵量-除塵器出口排出的粉塵量)/進入除塵粉塵量]×100%


脫硫效率=[(進口濃度-出口濃度)/進口濃度]×100%

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