双碱法脱硫计算

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1、双碱法脱硫计算条件：75吨锅炉，耗煤量15吨/小时，含硫率1.5%，烟气量为170000m3/h, SO2 浓度约为 2.64*103mg/ m3每小时产SO2量为450kg，约7031.2mol反应原理：(1)吸收反应2NaOH+ SO2 Na2SO3+ H2ONa2CO3+ SO2 Na2SO3+CO2Na2SO3+ SO2+H2O 2NaHSO3该过程中由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。此过 程的主要副反应为氧化反应，生成 Na2SO4：2Na2SO3+ O2 2Na2SO4(2)再生过程(用石灰浆液)CaO+H2O Ca(OH)22NaHSO3 + Ca(OH)2

2、Na2SO3+CaSO3 1/2H2ONa2SO3+ Ca(OH)2 2NaOH+CaSO3 1/2H2O再生后所得的 NaOH 液送回吸收系统使用。所得半水亚硫酸钙可 经氧化生成石膏(CaSO42H2O)。此外，在运行过程中，由于烟气中还有部分的氧气，所以还有副 反应-氧化反应发生：2CaSO3 1/2H2O+O2+3H2O 2CaSO4 2H2OSO2Na2CO3CaOCa(OH)2SO2质量15吨煤含二氧化硫(1.5%)质量为450kg。为7.03X103molNa2CO3质量745.3kg，纯度99%，碱液浓度8%,体积为9.4m3,四小时量为37.6 m3。如按照使用率80%计算，则

3、质量为931.6 kg,体积为11.75 m3,四小时 量为 47m3。CaO (纯度90%)质量为437.5kg/h，三天储量为31.5吨。Ca(OH)2:520.3kg;石灰浆液浓度石灰浆液：含固量15%，可得石灰浆液密度1.093。按一小时配置一次石灰浆液计算，每次配置石灰浆液的体积是 3.2m3。产生 CaSO3 1/2H2O 质量为 625.8kg,脱硫塔（喷淋塔）的理论计算： 塔径及底面积计算：塔内流速：取v = 3.2m / sQ = vs = v 兀1= 2.17 mQJ170000/3600r2 r =芫=3.14x3.2D=2r=4.34m即塔径为4.34米。底面积S=n皆

4、14.8m2 塔径设定为一个整数，如 4.4m。 脱硫塔高度计算：液气比取 L/G= 4，烟气中水气含量设为 8% 循环水泵流量：Gx Q x HG1000(l / m3)4 x 170000 x (1 - 0.08)1000= 625.6m 3 / h取每台循环泵流量Q = 312.8m。 计算循环浆液区的高度：取循环泵8min的流量，则H=41.7m14.8=2.8m 计算洗涤反应区高度停留时间取2.5秒（2-3秒），则洗涤反应区高度H2=3.2x2.5=8m 除雾区高度取 3 米H3=3m 脱硫塔总高度： H=H1+H2+H3=2.8+8+3=13.8m根据导则要求：喷淋层的设置除考虑喷

5、淋效率外还应易于安装和检修，相邻 两层喷淋层间距不小于1.8米，最低一层喷淋层距离烟气进口烟道顶部通常保持 2-4米，最上层喷淋层距离一级除雾器距离不低于1.5米，喷淋层数不小于3层， （3-6 层）。除雾器通常设两层，两层除雾器间应留有足够的检修空间，二级除雾 器顶部距离烟气出口烟道下沿距离不低于1.5米。参考其他设计要求：最低喷淋层离入口顶端高度h=1.24m；最高喷淋层 离入口顶端高度h三vt, v为空塔速度，m/s, t为时间，s, 般取t1.0s；喷淋 层之间的间距h1.52.5m；除雾器离最近（最高层）喷淋层距离应1.2 m,当最高层喷淋层采用双向喷嘴时，该距离应23m；除雾器离塔

6、出口烟道下沿距离应21m。设计脱硫塔高度 H=2+2+1.8*3+2+1.8+1.6=14.8 米。雾化喷最选择：每层流量5.875 /4=1.47m3/h=24.5L/min ,脱硫喷嘴一般选用 碳化硅或不锈钢喷嘴，压力范围0.5-1.5Mpa。单个流量2.6L/min, 0.6巴，需要 个数9.4,取10个。布置方式保证100300%覆盖率。除雾器有折流板除雾器和旋流板除雾器两种形式。折流板除雾器:旋流板除雾器:引风机：2台（并联运行）G/Y4-73压力1400-2104Pa功率110-132kW碱液输送泵（Na2CO3）： 2台 流量6.3 m3/h，扬程12.5m，功率0.75kwIH

7、-50-32-250碱液循环泵：4台，6m3/h,扬程10m碱液补充泵（NaOH）: 1台，按补充量10%渣浆泵：2台4m3/h，扬程6.2m，功率0.75kw石灰浆液泵： 2台，流量5，扬程5，功率0.75搅拌器：再生池及石灰浆液搅拌池各1台虹吸泵或虹吸管：水箱： 1 座，冲洗泵 2 台：按四小时停留时间计算：石灰浆液池:有效容积为12.8 m3；再生池：（3.2+11.75）*4=59.8 m3；沉淀池体 积为12.8 m3；清水池体积为47 m3。双碱法优缺点： 钠钙双碱法利用氢氧化钠钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用 钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰作为第二碱处理吸收

8、 液，进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物 ,从而使得钠离子循环吸收 利用。其法本化学原理可分为SO2吸收过程、脱硫过程、再生过程、氧化过程。 钠钙双碱法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、浆液制备系统、吸收系统、钠碱再 生系统、氧化系统、脱硫浆液后处理系统、公用系统组成。系统主要优点： 钠盐活性强，反应速度快，脱硫效率达9598%。 液气比相对较低。 理论上，参与脱硫的为钠盐，溶解度大不易结垢。 系统主要缺点： 运行稳定性较差 钠钙双碱法为上世纪八十年代初，因石灰石（石灰） -石膏技术不成熟的时候出 现的一种折中技术，八十年代末，石灰石（石灰） -石膏技术成熟后，这种技术 国外早已不再使用。

9、钠钙双碱法从理论上讲，先用钠碱性溶液作为吸收剂，然后 将吸收 SO2 后的脱硫液用石灰石或石灰进行再生，再生后吸收液可循环使用， 这样脱硫是清液，不会出现钙法脱硫过程中亚硫酸钙和硫酸钙不溶物的结垢现 象。但在实际工程中，部分参数很难控制，特别是置换过程中亚硫酸钙和硫酸钙 的沉淀分离过程。事实上置换过程生成亚硫酸钙结晶颗粒粒径相当小，大部分在 10um 以下，很难用简单沉淀法将其分离下来。并且要求浓缩池排渣设施必须非 常可靠，保证系统脱硫生成产物及时排出，防止上清夜钙离子超过饱和度。实际 上双碱法脱硫很难做到脱硫液为清液（不含钙质），所以钠钙双碱法运行中结垢情 况还是比较普遍的。同时，双碱法工艺

10、流程较为复杂，需控制的关键参数较多， 较严格，特别是置换过程的pH值控制。pH过低，置换不完全导致消耗钠碱过 多；pH过高，钙离子大量过剩，无法沉淀而进入脱硫系统引起结垢。 运行费用高 双碱法脱硫过程必须采用钠碱再生，钠碱是目前市面上最贵的脱硫剂，纯碱价 4200 元/吨（90%纯度），因此钠碱的消耗量直接关系到脱硫成本。然而，脱硫液 再生（即用钙置换出活性钠）的效率也是一个问题，由于烟气中有氧气，会把亚硫 酸钠氧化成硫酸钠，因此脱硫液的再生也会下降，并且部分钠盐随脱硫产物外排， 这就表现为实际钠碱的耗量会比理论计算（5）多很多，一般在 20左右。实际 上大部分使用双碱法的厂家，都因钠碱运行成本过高而变成单碱运行。一是采用 过量石灰进行置换，提高置换池pH值，减少或不加入钠碱，这样大量钙离子进 入脱硫过程，容易导致系统结晶结垢，运行困难。也有很多用户将钠钙双碱法变 成纯钠碱脱硫，这样做只为应付环保局 （环保部门检测就加碱运行，环保部门一 走，就少加或不加碱运行） ，但脱硫设备长时间无碱运行，腐蚀严重。