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廢氣處理脫硫相關工藝及計算公式詳解

2019-10-10
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)。
1.1. NaOH 反應方程式:
2NaOH+SO2=Na2SO3(亞硫酸鈉)+H2O (PH 值大于 9)
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亞硫酸氫鈉) (5<PH<9)
當 PH 值在 5-9 時,亞硫酸鈉和 SO2反應生成亞硫酸氫鈉。
1.2. Na2CO3反應方程式:
Na2CO3+SO2=Na2SO3(亞硫酸鈉)+CO2↑(PH 值大于 9)
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亞硫酸氫鈉) (5<PH<9)
當 PH 值在 5-9 時,亞硫酸鈉和 SO2反應生成亞硫酸氫鈉。
2、雙堿法脫硫工藝
2.1. 脫硫過程:
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
用碳酸鈉啟動
用氫氧化鈉啟動

2種堿和SO2反應都生成亞硫酸鈉

Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3(5<PH<9)

當 PH 值在 5-9 時,亞硫酸鈉和 SO2反應生成亞硫酸氫鈉。

2.2. 再生過程:

CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氫氧化鈣)

Ca(OH)2+2NaHSO3(亞硫酸氫鈉)=Na2SO3+CaSO3↓ (亞硫酸鈣)+2H2O

Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓

氫氧化鈣和亞硫酸鈉反應生成氫氧化鈉。

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℃。

3.1. 煙氣量:

按 1kg 煤產生 16~20m3/h 煙氣量,=500×20= 10000m3/h

3.2. 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:= 2×含硫量×耗煤量×硫轉化率 80%

= 2×0.01×500×0.8=8kg/h

3.3. 計算標態煙氣量:

=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:

=標況煙氣量×【(273+150 煙氣溫度)÷273】

=6450×1.55=10000 m3/h

3.4. 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

3.5. 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

3.6. 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。

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

4.2. 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。

4.3. 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%脫硫效率按上述計算。旋流塔

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