煙氣脫硫設(shè)計(jì)計(jì)算

1、煙氣脫硫設(shè)計(jì)計(jì)算1130t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫方案主要參數(shù)：燃煤含 S量1.5% 工況滿負(fù)荷煙氣量285000m3/h引風(fēng)機(jī)量1臺(tái)，壓力滿足FGD系統(tǒng)需求要求：采用氧化鎂濕法脫硫工藝（在方案中列出計(jì)算過程）出口 S02 含量 200mg/Nm3第一章方案選擇1、氧化鎂法脫硫法的原理鍋爐煙氣由引風(fēng)機(jī)送入吸收塔預(yù)冷段，冷卻至適合的溫度后進(jìn)入吸收塔，往上與逆向流 下的吸收漿液反應(yīng),丄-J氧化鎂法脫硫法脫去煙氣中的硫份。吸收塔頂部安裝有除霧器，用以除去凈煙氣中攜帶的細(xì)小霧滴。 凈煙氣 經(jīng)過除霧器降低煙氣中的水分后排入煙囪。 粉塵與臟東西附著在除霧器上， 會(huì)導(dǎo)致除霧器堵 塞、系統(tǒng)壓損增大，需由除霧

2、器沖洗水泵提供工業(yè)水對(duì)除霧器進(jìn)行噴霧清洗。吸收過程吸收過程發(fā)生的主要反應(yīng)如下：Mg(0H)2 + S02 宀 MgS03 + H20MgS03 + S02 + H20 宀 Mg(HS03)2Mg(HS03)2 + Mg(0H)2 宀 2MgS03 + 2H20吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要為氧化、循環(huán)過程。氧化過程由曝氣鼓風(fēng)機(jī)向塔底漿液內(nèi)強(qiáng)制提供大量壓縮空氣，使得造成化學(xué)需氧量的MgS03氧化成MgS04。這個(gè)階段化學(xué)反應(yīng)如下：MgS03 + 1/202 宀 MgS04Mg(HSO3)2 + 1/202 宀 MgS04 + H2S03H2S03 + Mg(0H)2 宀 MgS0

3、3 + 2H20MgS03 + 1/202 宀 MgS04循環(huán)過程是將落入塔底的吸收液經(jīng)漿液循環(huán)泵重新輸送至吸收塔上部吸收區(qū)。塔底吸收液pH由自動(dòng)噴注的20 %氫氧化鎂漿液調(diào)整，而且與酸堿計(jì)連鎖控制。當(dāng)塔底漿液pH低于設(shè)定值時(shí)，氫氧化鎂漿液通過輸送泵自動(dòng)補(bǔ)充到吸收塔底，在塔底攪拌器的作用下使?jié){液混合均勻，至pH達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止補(bǔ)充氫氧化鎂漿液。20 %氫氧化鎂溶液由氧化鎂粉加熱水熟化產(chǎn)生，或直接使用氫氧化鎂，因?yàn)檠趸V粉不純，而且氫氧化鎂溶解度很低，就使得熟化后的漿液非常易于沉積，因此攪拌機(jī)與氫氧化鎂溶液輸送泵必須連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，避免管線與吸收塔底部產(chǎn)生沉淀。鎂法脫硫優(yōu)點(diǎn)技術(shù)成熟氧化鎂脫硫技術(shù)是一種

4、成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝，氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應(yīng)用業(yè)績，其中在日本已經(jīng)應(yīng)用了100多個(gè)項(xiàng)目，臺(tái)灣的電站 95%是用氧化鎂法，另外在美國、德國等地都已經(jīng)應(yīng)用，并且目前在我國部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績。原料來源充足在我國氧化鎂的儲(chǔ)量十分可觀，目前已探明的氧化鎂儲(chǔ)藏量約為160億噸，占全世界的80%左右。其資源主要分布在遼寧、山東、四川、河北等省，其中遼寧占總量的84.7%，其次是山東萊州，占總量的10%，其它主要是在河北邢臺(tái)大河，四川干洛巖岱、漢源，甘肅肅北、別蓋等地。因此氧化鎂完全能夠作為脫硫劑應(yīng)用于電廠的脫硫系統(tǒng)中去。脫硫效率咼和氧化鈣都比較小。因此其它條件相同的情況下氧化鎂

5、的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率。一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達(dá)到95-98%以上，而石灰石/石膏法的脫硫效率僅達(dá)到90-95% 左右。投資費(fèi)用少由于氧化鎂作為脫硫本身有其獨(dú)特的優(yōu)越性，因此在吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、循環(huán)漿液量的大小、系統(tǒng)的整體規(guī)模、設(shè)備的功率都可以相應(yīng)較小，這樣一來，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的投資費(fèi)用可以降低20%以上。運(yùn)行費(fèi)用低決定脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要因素是脫硫劑的消耗費(fèi)用和水電汽的消耗費(fèi)用。氧化鎂的價(jià)格比氧化鈣的價(jià)格高一些，但是脫除同樣的SO2氧化鎂的用量是碳酸鈣的40% ;水電汽等動(dòng)力消耗方面，液氣比是一個(gè)十分重要的因素，它直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效率以及系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)石灰石石膏系統(tǒng)

6、而言，液氣比一般都在15L/m3以上，而氧化鎂在 7 L/m3以下，這樣氧化鎂法脫硫工藝就能節(jié)省很大一部分費(fèi)用。同時(shí)氧化鎂法副產(chǎn)物的出售又能抵消很大一部分費(fèi)用。運(yùn)行可靠鎂法脫硫相對(duì)于鈣法的最大優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞問題，能保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)能夠安全有效的運(yùn)行，同時(shí)鎂法PH值控制在6.0-6.5之間，在這種條件下設(shè)備腐蝕問題也得到了一定程度的解決。總的來說，鎂法脫硫在實(shí)際工程中的安全性能擁有非常有力的保 證。第二章設(shè)計(jì)計(jì)算1、二氧化硫排放量的計(jì)算方法由于火力發(fā)電廠煙通知規(guī)定二氧化硫的排放量可以按實(shí)際監(jiān)測或物料衡算法計(jì)算, 氣監(jiān)測裝置的應(yīng)用并沒有普及，因此大多采用物料平衡方法進(jìn)行計(jì)算：GSO

7、2= 2BFS (1 NSO2) (1)式中GSO2 二氧化硫排放量，kg;B 耗煤量，kg;0. 90;工業(yè)鍋爐、爐F煤中硫轉(zhuǎn)化成二氧化硫的轉(zhuǎn)化率（火力發(fā)電廠鍋爐取窯取0. 85;營業(yè)性爐灶取 0. 80）;S煤中的全硫份含量，;NSO2 脫硫效率，若未采用脫硫裝置，NSO2 = 0。由此可見，此計(jì)算方法涉及燃煤的重量（B）、含硫量（S,全硫，下同）和鍋爐的型式（F，電站鍋爐視為常數(shù)）及其脫硫效率（含濕式除塵器的脫硫率，NSO2 ）等量值的計(jì)算。1t/h鍋爐的功率為 0.7MW , 1W為1焦耳/秒，一小時(shí)為3600秒，所以1t/h 一小時(shí)能產(chǎn) 生2520000000焦耳能量，合600000

8、大卡，1公斤動(dòng)力煤約5000大卡，這樣可以算出，1t/h 一小時(shí)需耗煤120kg，再除以鍋爐效率0.8,實(shí)際每小時(shí)耗煤150kg，這是鍋爐滿負(fù)荷時(shí)的耗 煤量。（1T煤=10050m3煙氣）1、1條件：燃煤含硫量1.5% 130t/h流化床鍋爐燃煤量1T/h需要150kg煤GSO2= 2BFS (1 NSO2)=526.5 Kg/h工況下滿負(fù)荷煙氣量 285000m3/h，設(shè)工況溫度為130則標(biāo)況下煙氣量為 Q285000 27333Q=193065Nm3/h=53.7Nm 3/s273 130脫硫塔進(jìn)口二氧化硫的含量C1C1 =526.5193065=2727mg/Nm需要的脫硫效率為：n27

9、27 - 2002727100% =92.7%2、煙道的尺寸2、1主煙道尺寸工況下煙氣流量為285000m3/h ;取煙氣在煙道里的流速為15m/s，設(shè)煙道高寬比為1:1.2 ;則煙道的尺寸為：高為2.1m,寬為2.5m;校核實(shí)際煙速為：（當(dāng)多條煙道交匯一 起時(shí)，所有煙道的高度都應(yīng)相同，）285000v 實(shí)=15.08m/s2.1 2.5 36002、2旁路煙道尺寸旁路煙道主要用于脫硫塔在檢修或出現(xiàn)故障需要緊急停止運(yùn)行，防止對(duì)塔體及內(nèi)部設(shè)備造成損害而設(shè)立的煙氣旁路輸送煙道。煙氣的流速取15m/s，煙道與主煙道相連接，所以其高度應(yīng)與已有煙道相同，便于施工，取高為2.1m;煙氣量為全部工況下最大煙

10、氣量，即285000m3/h，則煙道的寬度為 2.5m。3、脫硫塔的設(shè)計(jì)計(jì)算3、1吸收塔的直徑和噴淋塔高度設(shè)計(jì)本脫硫工藝選用的吸收塔為噴淋塔，噴淋塔的尺寸設(shè)計(jì)包括噴淋塔的高度設(shè)計(jì)、噴淋塔的直徑設(shè)計(jì)3、1、1噴淋塔的直徑設(shè)計(jì)根據(jù)鍋爐排放的煙氣，計(jì)算運(yùn)行工況下的塔內(nèi)煙氣體積流量，此時(shí)要考慮以 下幾種引起煙氣體體積流量變化的情況：塔內(nèi)操作溫度低于進(jìn)口煙氣溫度，煙氣容積變??；漿液在塔內(nèi)蒸發(fā)水分以及塔下部送入空氣的剩余氮?dú)馐沟脽煔怏w積流 量增大。噴淋塔內(nèi)徑在煙氣流速和平均實(shí)際總煙氣量確定的情況下才能算出來， 而以往的計(jì)算都只有考慮煙道氣進(jìn)入脫硫塔的流量，為了更加準(zhǔn)確，本方案將漿液蒸發(fā)水分V (m3/s)

11、和氧化風(fēng)機(jī)鼓入空氣氧化后剩余空氣流量V (m3/s)均計(jì)算在內(nèi)，以上均表示換算成標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)候的流量。(1) 吸收塔進(jìn)口煙氣量Va (m3/s)計(jì)算該數(shù)值已經(jīng)由設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出，煙氣進(jìn)口量為：53.7(m3/s)然而，該計(jì)算數(shù)值實(shí)質(zhì)上僅僅指煙氣在噴淋塔進(jìn)口處的體積流量，而在噴淋塔內(nèi)延期溫度會(huì)隨著停留時(shí)間的增大而降低，根據(jù) PVT氣體狀態(tài)方程，要算出瞬 間數(shù)值是不可能的，因此只能算出在噴淋塔內(nèi)平均溫度下的煙氣平均體積流量。(2) 蒸發(fā)水分流量V2 (m3/s)的計(jì)算煙氣在噴淋塔內(nèi)被漿液直接淋洗，溫度降低，吸收液蒸發(fā)，煙氣流速迅速達(dá)到 飽和狀態(tài)，煙氣水分由6%增至13%，則增加水分的體積流量 V2

12、 (m3/s)為：V2=0.07X 53.7(m3/s)=3.76(m3/s)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)(3) 氧化空氣剩余氮?dú)饬縑3 (m3/s)在噴淋塔內(nèi)部漿液池中鼓入空氣，使得亞硫酸鎂氧化成硫酸鈣，這部分空氣對(duì) 于噴淋塔內(nèi)氣體流速的影響是不能夠忽略的，因此應(yīng)該將這部分空氣計(jì)算在內(nèi)。假設(shè)空氣通過氧化風(fēng)機(jī)進(jìn)入噴淋塔后， 當(dāng)中的氧氣完全用于氧化亞硫酸鎂，即 最終這部分空氣僅僅剩下氮?dú)?、惰性氣體組分和水汽。理論上氧化1摩爾亞硫酸 鈣需要0.5摩爾的氧氣。(假設(shè)空氣中每千克含有0.23千克的氧氣)0.05 1000又 Vso2=0.05 m3/s 質(zhì)量流率 G so2=64g / s =0.14286kg/s

13、 0.14kg/s22.4根據(jù)物料守蘅，總共需要的氧氣質(zhì)量流量 Go2=0.14X 0.5kg/s=0.07Kg/s該質(zhì)量流量的氧氣總共需要的空氣流量為 G空氣=Go2/0.23=0.31 Kg/s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣密度為1.293kg/ m3 2故 V 空氣=0.31/1.293(m3/s)=0.24 (m3/s)V3=(1-0.23) X V 空氣=0.77X 0.24m3/s=0.19 m3/s綜上所述，噴淋塔內(nèi)實(shí)際運(yùn)行條件下塔內(nèi)氣體流量Vg=Va+V2+V3=53.7+3.76+0.19=57.83 (m3/s) 標(biāo)況(4) 噴淋塔直徑的計(jì)算假設(shè)噴淋塔截面為圓形，將上述的因素考慮進(jìn)去以后

14、，可以得到實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下煙氣體積流量Vg,從而選取煙速U,則塔徑計(jì)算公式為：Di= 2 化其中：Vg為實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下煙氣體積流量，57.64 m3/su 為煙氣速度，3.5m/s (3-5m/s)1V1 57 83因此噴淋塔的內(nèi)徑為 Dj= 2 xJ=2xJ. =4.589m4.6m u V3.14 3.53、1、2噴淋塔的高度設(shè)計(jì)噴淋塔的高度由三大部分組成，即噴淋塔吸收區(qū)高度、噴淋塔漿液池高度和 噴淋塔除霧區(qū)高度。 但是吸收區(qū)高度是最主要的， 計(jì)算過程也最復(fù)雜， 次部分高 度設(shè)計(jì)需將許多的影響因素考慮在內(nèi)。3、1 、2、1 噴淋塔 吸收區(qū) 高度設(shè)計(jì) 為了更加準(zhǔn)確，減少計(jì)算的誤差，需要將實(shí)際的

15、噴淋塔運(yùn)行狀態(tài)下的煙氣流 量考慮在內(nèi)。而這部分的計(jì)算需要用到液氣比（L/G）、煙氣速度u （m/s）。本設(shè)計(jì)中的液氣比 L/G 是指吸收劑氫氧化鎂液漿循環(huán)量與煙氣流量之比值（L/M3 ）。如果增大液氣比L/G,則推動(dòng)力增大，傳質(zhì)單元數(shù)減少，氣液傳質(zhì)面 積就增大，從而使得體積吸收系數(shù)增大， 可以降低塔高。 在一定的吸收高度內(nèi)液 氣比 L/G 增大，則脫硫效率增大。但是，液氣比 L/G 增大，氫氧化鎂漿液停留 時(shí)間減少， 而且循環(huán)泵液循環(huán)量增大， 塔內(nèi)的氣體流動(dòng)阻力增大使得風(fēng)機(jī)的功率 增大，運(yùn)行成本增大。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量使液氣比 L/G 減少到合適的數(shù) 值同時(shí)有保證了脫硫效率滿足運(yùn)行工況的要

16、求。氧化鎂濕法脫硫工藝的液氣比的選擇是關(guān)鍵的因素， 對(duì)于噴淋塔， 液氣比范圍V 7 L/m3之間，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知液氣比選擇 5 L/m3是最佳的數(shù)值。煙氣速度是另外一個(gè)因素， 煙氣速度增大， 氣體液體兩相截面湍流加強(qiáng)， 氣 體膜厚度減少， 傳質(zhì)速率系數(shù)增大， 煙氣速度增大回減緩液滴下降的速度， 使得 體積有效傳質(zhì)面積增大，從而降低塔高。但是，煙氣速度增大，煙氣停留時(shí)間縮 短，要求增大塔高，使得其對(duì)塔高的降低作用削弱。因而選擇合適的煙氣速度是很重要的， 典型的 FGD 脫硫裝置的液氣比在脫硫 率固定的前提下，逆流式吸收塔 的煙氣速度一般在 2.5-5m/s 范圍內(nèi) ，本設(shè)計(jì)方 案選擇煙 氣

17、速度為 3.5m/s。3、 1、 2、 2 噴淋塔吸收區(qū)高度的計(jì)算含有二氧化硫的煙氣通過噴淋塔將此過程中塔內(nèi)總的二氧化硫吸收量平均到吸收區(qū)高度內(nèi)的塔內(nèi)容積中，即為吸收塔的平均容積負(fù)荷 平均容積吸收率,以 表示。首先給出定義，噴淋塔內(nèi)總的二氧化硫吸收量除于吸收容積，得到單位時(shí)間單位體積內(nèi)的二氧化硫吸收量其中 C為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)口煙氣的質(zhì)量濃度，kg/m3為給定的二氧化硫吸收率9598% ;本設(shè)計(jì)方案為95%h為吸收塔內(nèi)吸收區(qū)高度，mKo為常數(shù)，其數(shù)值取決于煙氣流速 u(m/s)和操作溫度C);Ko=36OOuX 273/(273+t)由于傳質(zhì)方程可得噴淋塔內(nèi)單位橫截面面積上吸收二氧化硫的量8為:G

18、 (y1-y 2) =kya x hx ym其中：G為載氣流量(二氧化硫濃度比較低，可以近似看作煙氣流量),kmol/( m2.s)Y1,y2分別為、進(jìn)塔出塔氣體中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù) (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積分?jǐn)?shù)) ky單位體積內(nèi)二氧化硫以氣相摩爾差為推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)，kg/(m3 - s)a為單位體積內(nèi)的有效傳質(zhì)面積，m2/m3ym為平均推動(dòng)力，即塔底推動(dòng)力， ym= ( y1- y2)/ln( y” y2)所以=G(y1-y2)/h(5)吸收效率=1-yr/y2，按照排放標(biāo)準(zhǔn)，要求脫硫效率至少93%。二氧化硫質(zhì)量濃度應(yīng)該低于200mg/m3 (標(biāo)狀態(tài))所以 討 1 y1-0.0203%(6)又

19、因?yàn)?G=22.4X(273+t) /273=u(流速)將式子(5)的單位換算成kg/( m2.s),可以寫成=3600X 里 * 273 u* y /h(7)22.4 273 t在噴淋塔操作溫度130 55前面已經(jīng)求得原來煙氣二氧化硫 SO2質(zhì)量濃度為a （mg/m3）且a=2727mg/m3而原來煙氣的流量（130 C時(shí)）為285000（m3/h）換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)（設(shè)為Va）已經(jīng)求得 V a =193065 m3/h=53.7 m3/s故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、單位時(shí)間內(nèi)每立方米煙氣中含有二氧化硫質(zhì)量為3mSO2 =53.7X 2727mg/m =146440mg =146.5gVso = 146.

20、5g22.4 L/mol =51.28L/s=0.05128 m3/s0.05 m3/s264g / mol則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)比值相等故力=詈| 100% 0.10%又 煙氣流速 u=3.5m/s, y1 =0.10%,0.95,t92.5 C總結(jié)已經(jīng)有的經(jīng)驗(yàn)，容積吸收率范圍在5.5-6.5 Kg/（m3. s）之間，取=6 kg/ （m3-s)代入（7）式可得（根據(jù)平均容積吸收率公式求的）6= / 36006427322.4273 92.53.5 0.0010 0.95 ) /h故吸收區(qū)高度h=4.254.5 m3、1、2、3噴淋塔除霧區(qū)高度/ h3）設(shè)

21、計(jì)（含除霧器的計(jì)算和選型）吸收塔均應(yīng)裝備除霧器，在正常運(yùn)行狀態(tài)下除霧器出口煙氣中的霧滴濃度應(yīng)該不大于75mg/m3。除霧器一般設(shè)置在吸收塔頂部（低流速煙氣垂直布置）或出口煙道（高流速 煙氣水平布置），通常為二級(jí)除霧器。除霧器設(shè)置沖洗水，間歇沖洗沖洗除霧器。 濕法煙氣脫硫采用的主要是折流板除霧器，其次是旋流板除霧器。本設(shè)計(jì)中設(shè)定最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層 3m。距離最上層沖洗噴嘴3.5m1）數(shù)量：1套x 1un its=套2）類型：V型級(jí)數(shù)：2級(jí)3）作用：除去吸收塔出口煙氣中的水滴，以便減少煙囪出煙口灰塵量。4）選材：外殼：碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片；除霧元件：阻燃聚丙烯材料（PP）;沖洗管道：FRP;

22、沖洗噴嘴：PP。表4除霧器進(jìn)出口煙氣條件基于鍋爐 iOO%BMCR工況進(jìn)行設(shè)計(jì)除霧器進(jìn)口除霧器出口煙氣量溫度c50煙氣壓力mmAqii3(i.iikPaG)93(0.9ikPaG)霧滴含量mg/m3N（D） 755）霧滴去除率：99.75% 為達(dá)到除霧器出口煙氣霧滴含量小于75mg/Nm3 （干態(tài)），除霧器的霧滴去除率需要達(dá)到 99.75%以上。6）除霧器內(nèi)煙氣流速：6.9m/s3、1、2、4噴淋塔漿液池高度設(shè)計(jì)（設(shè)高度為 h2）漿液池容量Vi按照液氣比L/G和漿液停留時(shí)間來確定，計(jì)算式子如下:LVi G Vn ti其中 L/G為 液氣比，5L/m3Vn為煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)濕態(tài)容積，VN=Vg=53

23、.7m3/sTi=2-6 min,取 ti=4min=140s(4 分鐘或 6 分鐘)由上式可得噴淋塔漿液池體積V=(L/G) X VnX t!=5X 53.7X 240=64.5m3(4 分鐘 64.5m3)選取漿液池內(nèi)徑等于吸收區(qū)內(nèi)徑，內(nèi)徑D2= Di=4.6m而 Vi=0.25X 3.i4X D2X D2X h2=0.25X 3.i4X 4.6X 4.6X h23、1、2、5噴淋塔煙氣進(jìn)口高度設(shè)計(jì)（設(shè)高度為h4）（般沒有變徑 流速15m/s高 2.1m 寬 2.5m） 直徑 60%=2.76根據(jù)工藝要求，進(jìn)出口流速（一般為12m/s-30m/s）確定進(jìn)出口面積，一般希望進(jìn)氣在塔內(nèi)能夠分布

24、均勻， 且煙道呈正方形， 故高度尺寸取得較小， 但寬度不 宜過大，否則影響穩(wěn)定性 .因此取進(jìn)口煙氣流速為20m/s,而煙氣流量為53.7 m3/s，可得h42m2 20m/s 53.7m3 /s所以h4=1.64m2X 1.64=3.28m（包括進(jìn)口煙氣和凈化煙氣進(jìn)出口煙道高度）綜上所述，噴淋塔的總高（設(shè)為H,單位m）等于噴淋塔的漿液池高度h2 （單位 m）、噴淋塔吸收區(qū)高度h仲位m）和噴淋塔的除霧區(qū)高度h3（單位m）相加起來 的數(shù)值。此外，還要將噴淋塔煙氣進(jìn)口高度 h4 （單位m）計(jì)算在內(nèi)因此噴淋塔最終的高度為H= h+h2+h3+ h4=4.5+4.9+3.50+4.2=17.1m（外加煙

25、道進(jìn)口 到下邊漿液池取0.8m， 煙道進(jìn)口到第一層吸收區(qū)下端距離為2m, 煙道出口到除霧器最上層距離1m,噴淋層吸收區(qū)設(shè)3層，每層有效高度為2m,噴淋層最頂端到除霧區(qū)最低端 距離為1m，則實(shí)際塔高為 ）23m3、 1 、 3 液體循環(huán)量液氣比5L/m3，煙氣量為193065Nm3/h,工況下285000m3/h,工況下 : 液體循環(huán)量Q=285000*5=1425m 3/h循環(huán)泵的選型：第一層噴淋層的高度為： h1=4.9+0.8+2.1+2+2=11.8m第二層噴淋層的高度為： h2=11.8+2=13.8m每層的流量均分，取 500m3/h3、1、4噴嘴在塔內(nèi)布置設(shè)計(jì)噴嘴在塔內(nèi)布置是非常重

26、要的，只有進(jìn)行合理、優(yōu)化的噴嘴布置設(shè)計(jì)，才能 達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，使脫硫系統(tǒng)達(dá)到高脫硫率。其中噴嘴在塔內(nèi)布置的方法有兩 種：一種是同心圓布置，另一種是矩陣式布置。進(jìn)行噴嘴在塔內(nèi)布置設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下問題：(1) 選擇合理的噴嘴覆蓋高度，通常根據(jù)噴嘴特性及兩層噴淋之間距離來確定。(2) 選擇合理的單層噴嘴個(gè)數(shù)。一般來說，噴嘴個(gè)數(shù)根據(jù)工藝計(jì)算來確定。通常 每層布置一個(gè)噴淋管網(wǎng)，每層應(yīng)裝有足夠多的噴嘴，盡量減少連接噴嘴的管道長 度。噴嘴數(shù)量選擇按如下公式計(jì)算：n* =Do2/d2 2其中 書-200 %或220% (覆蓋率；多取220%)Do-吸收塔噴淋區(qū)直徑(米)d2-噴嘴在噴射距離I米處的噴射直徑

27、(米) 當(dāng)噴嘴覆蓋高度確定以后，則就可以計(jì)算單個(gè)噴嘴的覆蓋面積，AoH2tg2 /2式中， 為噴霧角。A為單個(gè)噴嘴的覆蓋面積，m。噴嘴覆蓋高度，m。(4) 當(dāng)在脫硫塔內(nèi)布置噴嘴時(shí)，選擇合適的噴嘴之間的距離。通常根據(jù)噴嘴個(gè)數(shù) 和脫硫塔直徑來選擇噴嘴間距，并要與連接噴嘴的噴管布置方案整體考慮。(5) 選擇合理的經(jīng)濟(jì)流速，并根據(jù)噴管產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)來確定石灰石漿液母管和支管 直徑。(6) 當(dāng)檢驗(yàn)噴淋層在脫硫塔覆蓋率時(shí)，不僅要考慮噴嘴液流與母管、支管和支撐 的碰撞對(duì)覆蓋率的影響，還要考慮所有噴嘴在脫硫塔內(nèi)覆蓋均勻度。 噴淋層在脫 硫塔內(nèi)覆蓋率為100%A式中 為覆蓋率，%; n為單層噴嘴個(gè)數(shù)；A)為單個(gè)噴嘴

28、的覆蓋面積，m;a為吸收塔的截面積，m。工程設(shè)計(jì)時(shí)通常要求塔內(nèi)噴淋覆蓋率為 200%300%，且覆蓋比較均勻。進(jìn)行噴淋層間距選擇時(shí)還必須要考慮噴嘴液流與母管、支管和支撐的碰撞對(duì)覆蓋率 的影響(1)噴嘴的數(shù)量單個(gè)噴嘴的覆蓋面積：噴霧角取90Ao=3.14 12 tg2(90/2) 3.14m2n =300%4.62216個(gè)則每層的噴頭數(shù)為：16個(gè)，總共為48個(gè)每層需要的漿液流量為：500nVh,則每個(gè)噴嘴的流量為Q仁500 48 10.5m3/h=2.92L/s工藝流程:脫硫塔氧化池事故漿液池渣漿泵4氧化鎂粉倉SO2流量526.5kg/h, 天需要去除的 SO2量為12636kg,Mg(OH)2

29、 + SO2 MgSO3 + H2OX12636MgS03 + SO2 + H2O 宀 Mg（HSO3）2Mg（HSO3）2 + Mg（0H）2 f 2MgSO3 + 2H2O 每天需要 Mg（OH）2 的量 X= 58 12636 =ii452kg641145240每天需要氧化鎂的量m= 7898kg58氧化鎂的密度為輕質(zhì) 0.150.3kg/L ,重質(zhì)0.6kg/L以上 取0.5kg/L （根據(jù)需要質(zhì)量和堆積密度求體積）每天需要氧化鎂的體積為：15.8m3500每天耗量較小，設(shè)粉倉的容量可以用 3（通常為3天）天，則粉倉的體積為 15.8 347.4m31設(shè)粉倉直徑為4m,下料傾角為60，

30、則粉倉的高度為3.5 4 - 3.14 4h 47.43h=3.5 + 2.6=6.1m其中錐形高度為 3.5米。（下料傾角錐形有一最適合的角度取60）5氧化鎂熟化池的尺寸濃度為1525%（每小時(shí)需要的新漿液量的5倍）熟化池的體積與脫硫塔每小時(shí)消耗的量有關(guān)，體積設(shè)為滿足脫硫塔6小時(shí)消 耗的量，脫硫塔每小時(shí)需要消耗的氧化鎂的量為330Kg,而所需漿液的質(zhì)量濃度為20%（大了，取12%）;則漿液所需水的體積為330聖 2200Kg，即為2.2m312%水；5小時(shí)所消耗水的體積為11 m3，取11m3 ；消耗鎂的體積為：330 5 0.5=3.3m3，總體積為13.3m3，取14m3，設(shè)化漿池的外形

31、為方形，長為 3m，寬為2米；則池子的高度為14h 1=2.4m3 26氧化鎂漿液池尺寸（6小時(shí)漿液消耗量）脫硫塔每小時(shí)需要消耗的氧化鎂的量為330Kg，而所需漿液的質(zhì)量濃度為12% ;則漿液所需水的體積為33080%12%2200Kg，即為2.2m3水;6小時(shí)所消耗水的體積為13.2 m3, 6小時(shí)所消耗氧化鎂的體積為：330 6 0.5 3.96m3 ,則池子的總體積17.5m3，為設(shè)直徑為2米，貝U高度h_17.5 4= 3.14 22=5.6m(1)送漿泵泵的選型：泵由熟化池把漿液輸送到漿液池泵的揚(yáng)程應(yīng)大于6m泵的流量不小于熟化池2小時(shí)產(chǎn)生新漿液的量(2.2+0.6) 2=5.6m3/

32、h(2) 漿液泵的選型計(jì)算：泵由漿液池把漿液輸送到脫硫塔中，泵的揚(yáng)程不小于5.2m，泵的流量每小時(shí)塔脫硫消耗量的 2倍，5.6m3/h。7事故漿液池的尺寸事故漿液池主要用于處理脫硫塔檢修等處理， 主要用于存放塔內(nèi)漿液，體積 定為1倍的V1，體積為V4=64.5m3,設(shè)池子為方形，取長為6m,寬為4m,則池 子的高度為 h 2=64.5=2.7m6 4(3) 事故漿液泵的選型與計(jì)算：事故漿液泵主要用于6小時(shí)內(nèi)將脫硫塔內(nèi)漿液排空。泵的揚(yáng)程為：3m 泵的流量為：11m3/h8氧化池尺寸4 62設(shè)氧化池尺寸為塔漿液池的1/3，即為2.72 4=20 m33設(shè)氧化池的直徑為 2m，則池子的高度為 h3=

33、4.1m3.14 2.59工藝水箱(化漿水、沖洗水、除霧器用水、煙氣帶走的水、冷卻水等)水箱的容積按不小于鍋爐脫硫裝置正常運(yùn)行1(2小時(shí))小時(shí)的最大工藝水耗量設(shè)計(jì)。脫硫一小時(shí)需要氧化鎂的量為478kg，取漿液的濃度12%則耗水量為2790kg (2.79m3);泵的冷卻水，脫硫塔的沖洗水，設(shè)備沖洗水及其他用水等， 核算后取水箱的28m。圓形水箱設(shè)直徑為3m,則水箱的高度為:h5= 28役 4m3.14 3沖洗水泵的沖洗水泵的設(shè)計(jì)與選型：工藝流程設(shè)計(jì)1 工藝說明1、1 脫硫系統(tǒng)描述系統(tǒng)組成氧化鎂濕法的整個(gè)脫硫系統(tǒng)主要由脫硫劑制備系統(tǒng)、脫硫循環(huán)系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)、 自動(dòng)控制系統(tǒng)四大部分組成。脫硫

34、劑制備系統(tǒng)氧化鎂由廠方購買直接運(yùn)到脫硫場地， 存放入氧化鎂粉倉中。 制漿方式為： 料庫中的氧 化鎂通過輸料螺旋漿加入到氧化鎂熟化池， 氧化鎂熟化池采用地下鋼混結(jié)構(gòu)， 池壁設(shè)有篩網(wǎng)， 以防大顆粒雜質(zhì)由送漿泵進(jìn)入塔體。 氧化鎂熟化池后設(shè)置氧化鎂漿液箱， 其作用是使?jié){液進(jìn) 一步溶解均勻并降低 C1-含量，氧化鎂熟化池與氧化鎂漿液箱都設(shè)有攪拌器，兩者之間漿液 輸送采用氧化鎂漿液泵。 氧化鎂漿液箱中漿液通過送漿泵打入脫硫塔中， 正常運(yùn)行。 根據(jù)脫 硫塔循環(huán)漿液 PH 值的變化，判斷是否加入新漿液。脫硫系統(tǒng)所需的氧化鎂漿液量根據(jù)鍋爐 負(fù)荷、煙氣的 SO2 濃度來聯(lián)合控制。脫硫劑制備系統(tǒng)的水源來自系統(tǒng)設(shè)置的

35、工藝水箱。脫硫循環(huán)系統(tǒng)煙氣由進(jìn)口煙道進(jìn)入吸收塔的吸收區(qū)， 在上升的過程中與氧化鎂漿液逆流接觸， 漿液中 含有的Mg(OH與煙氣中所含有的污染氣體即 S02接觸反應(yīng)，絕大部分 S02被吸收溶解入漿 液，生成亞硫酸鎂和亞硫酸氫鎂，達(dá)到去除煙氣中 S02的目的。鋼制煙道，電動(dòng)風(fēng)門、膨脹節(jié)等組成了煙氣子系統(tǒng)。2 工藝設(shè)施設(shè)備設(shè)計(jì)及設(shè)備選型2、 1 主要設(shè)施設(shè)計(jì)2、1 、 1 吸收塔本期 FGD 系統(tǒng)的吸收塔采用立式噴淋塔，內(nèi)有攪拌器、氧化空氣分布系統(tǒng)、噴淋層、 除霧器等。設(shè)計(jì)壽命 15 年以上。其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：吸收塔直徑：4.6m吸收塔循環(huán)的直徑：4.6m吸收塔材料：塔內(nèi)防腐形式 /厚度：吸收塔數(shù)

36、量：碳鋼， 12-18mm 玻璃鱗片防腐， 2-3mm ； 1 座。吸收塔內(nèi)所有部件能承受最大入口氣流及最高進(jìn)口煙氣溫度夫人沖擊，高溫?zé)煔獠粚?duì) 任何系統(tǒng)和設(shè)備造成損害。吸收塔選用的材料適合工藝過程的特性，并且能夠承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮 物的磨損。所有部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮腐蝕余度。脫硫塔設(shè)計(jì)成氣密性結(jié)構(gòu)， 防止液體泄漏。 為保證殼體結(jié)構(gòu)的完整性， 盡可能使用焊接 連接， 法蘭和螺栓連接僅在必要時(shí)使用。 塔體上的人孔、 通道、連接管道等需要在殼體穿孔 的地方進(jìn)行密封，防止泄露。吸收塔殼體設(shè)計(jì)要承受壓力荷載、 管道力和力矩、 風(fēng)載和地震載荷， 以及承受所有其他 加在吸收塔上的載荷。

37、吸收塔的支撐和加強(qiáng)件要能充分防止塔體傾斜和晃動(dòng)。塔體的設(shè)計(jì)盡可能避免形成死角，同時(shí)采用攪拌措施來避免漿池中漿液沉淀。 吸收塔底面設(shè)計(jì)能完全排空漿液。吸收塔內(nèi)配有足夠的噴嘴。塔的整體設(shè)計(jì)方便塔內(nèi)部件的檢修和維護(hù)， 吸收塔內(nèi)部的導(dǎo)流板、 噴淋系統(tǒng)和支撐等盡 可能不堆積污物和結(jié)垢，并且設(shè)有通道以便于清潔。氧化區(qū)域合理設(shè)計(jì)，氧化空氣噴嘴和分配管布置合理。 吸收塔攪拌系統(tǒng)確保在任何時(shí)候都不會(huì)造成塔內(nèi)石膏漿液的沉淀、結(jié)垢或堵塞。 吸收塔煙道入口段防止煙氣倒流和固體物堆積。吸收塔配備有足夠數(shù)量和大小適合的人孔門和觀察孔， 入空門和觀察孔不能有泄漏， 而 且在附近設(shè)置走道或平臺(tái)。在除霧器區(qū)域必須裝設(shè)觀察孔。人

38、孔門的尺寸至少為DN600 ，易于開關(guān)，在人孔門上裝有手柄，如果必要，設(shè)置爬梯。吸收塔系統(tǒng)還包括所有必需的就地和遠(yuǎn)方測量裝置，至少提供吸收塔液位、PH 值、溫度、壓力、 除霧器壓差等測點(diǎn)。 以及電石渣漿液和石膏漿液的流量測量裝置 （儀表考慮冗余 配置）。吸收塔進(jìn)行合理的保溫設(shè)計(jì)。2、 1、2 氧化鎂熟化池 有效容積： 82.5m3 其他：設(shè)視孔、檢修孔及蓋板，并配帶減速攪拌器等。2、 1、3 氧化鎂漿液池材料： 鋼混 有效容積： 40 m3 其他：設(shè)視孔、檢修孔及蓋板，并配帶減速攪拌器等。2、 1、4 事故漿液池材料： 鋼混 有效容積： 68 m3 其他：設(shè)視孔、檢修孔及蓋板，并配帶減速攪拌器

39、等。2、 1、5 氧化池材料： 鋼混 有效容積： 20 m3 其他：設(shè)視孔、檢修孔及蓋板，并配帶減速攪拌器等。2、 1、6 氧化鎂粉倉 材料： 鋼材 有效容積： 79 m3 其他：設(shè)有振動(dòng)器、螺旋輸送機(jī)等。2、 1、7 工藝水箱材料： 碳鋼 有效容積： 10m32、 1、8 噴淋層 吸收塔內(nèi)部漿液噴淋系統(tǒng)由噴淋管和噴嘴及必要的組件組成， 噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理分布 要求的噴淋量，使煙氣流向均勻，并確保白泥漿液與煙氣充分接觸和反應(yīng)。所有噴嘴能避免快速磨損、結(jié)垢和堵塞，噴嘴材料采用碳化硅或相當(dāng)?shù)牟牧现谱鳌?噴嘴與管道設(shè)計(jì)便于檢修，沖洗和更換。材料： FRP，3 層 位置：位于吸收塔中部。2、 1、9 除霧器 器出口煙氣液滴含量不大于 75mg/Nm 3（干基 ）。 除霧器的設(shè)計(jì)保證其具有較高的可利用性和良好的去除液滴效果。 除霧器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特別要注意 FGD 裝置入口的飛灰濃度的影響。該系統(tǒng)還包括去除除 霧器沉積物的沖洗和排水系統(tǒng)， 運(yùn)行時(shí)根據(jù)給定或可變化的程序， 既可以進(jìn)行自動(dòng)沖洗， 也 可進(jìn)行人工沖洗。除霧器材料采用帶加強(qiáng)的阻燃聚丙烯， 能承受高速水流沖刷， 特別是人工沖洗造