系统物料衡算.docVIP

系统平衡计算 设计参数： 1、工况下烟气最大状态流量520000m3/h×2=104×104m3/h 2、燃煤量66t/h×2=132t/h 3、进口烟气温度140℃， 4、要求净烟气中so2含量≤100mg/m3 基本物料计算： 1、吨煤燃烧生成so2量：2000×2.5%×0.85=42.5 kg/t（工程数据） 2、标况下流量Q=104×104×273÷(273+140)=687458Nm3/h （微压力忽略） 3、烟气中so2含量：132×42.5÷687458=8.16×10-3kg/Nm3=8160 mg/Nm3 4、需要脱除so2：(8160-100)×687458÷106=5541kg/h 5、硫酸铵的产量：5541×132÷64=11428kg/h 6、脱硫塔循环液总量 以液气比2.0L/m3 L总=687458÷103×2=1375m3/h 一级循环量 L1=1375m3/h×0.6=825 m3/h 二级循环量 L1=1375m3/h×0.4=550m3/h 7、氨水用量 L氨=5541×34÷64=2944 kg/h 以10%的氨水计则需要29.44m3/h 8、需要空气量 P空=5541÷64×0.5×22.4÷0.21=4611m3/h=77m3/ min 空气利用系数为60% 则77÷0.6=128 m3/ min取130 m3/ min 整个系统进料共4部分，包括烟气、氧化空气、氨水、工艺水； 出料共2部分，净烟气和硫酸铵；上图为系统的物料平衡图。 其中 烟气：在系统中参与反应的为SO2、氮氧化物（其中含NO为90%以上） 氧化空气：参与反应的为O2 氨水：参与反应的为NH3、H2O，计算时考虑全部为氨水或液氨，取极值情况使波动范围在设计范围之内 净烟气：so2含量≤100mg/m3 雾滴含量≤75mg/m3，带出水蒸气的量按烟气出口温度的饱和水蒸气计算 硫酸铵：含水量为3-5%，计算时取5% 工艺水：包含系统补水，冲洗水，反应消耗用水等 物料平衡包括： 1、硫元素的平衡 锅炉煤燃烧产生的S=烟气中SO2中的S=产品硫酸铵中的S+净烟气带走的SO2中的S 锅炉煤燃烧产生的S=66t/h×2×2.5%×0.85=2.805 t/h 其中2.5%为煤中硫含量，0.85为煤燃烧时硫的转化率（一般为0.75-0.85） 净烟气带走SO2=100mg/Nm3 则净烟气带走的SO2中的S=50mg/Nm3×687458Nm3/h=34.4kg/h 产品硫酸铵中的S=2.805 t/h﹣34.4kg/h=2.7706 t/h 则硫酸铵的量=2.7706÷32×132=11.43t/h 因硫酸铵含水＜1%，所以硫酸铵产品产量为11.43 t/h～11.55 t/h 2、氨的平衡 氨水中的氨=净烟气带出的氨+硫酸铵中的氨 净烟气带出的氨≤10mg/Nm3(性能保证的要求) 则净烟气带出的氨=10 mg/Nm3×687458Nm3/h=6.87kg/h 硫酸铵中的氨=2.7706÷32×17×2=2.944 t/h 氨水中的氨=6.87kg/h+2.944 t/h=2.95 t/h 若为液氨，则需要液氨质量为2.95 t/h，若为10%的氨水，则需要氨水量为29.5 t/h，其中含水：26.55 t/h 15℃时10%的氨水的密度为0.96g/ml 则其体积流量为29.5 t/h÷0.96t/m3=30.7m3/h 整个系统进水共2部分：包括工艺水和氨水中的水；出水共三部分：包括净烟气带水、反应消耗水及硫酸铵带水，上图为系统的水平衡图。 其中 氨水中的水：考虑两种情况，系统加入的全部为10%的氨水或全部为液氨 工艺水补水：除氨水带入的水，系统需要的补充水全部由此加入 净烟气带水：包括烟气中的水蒸气及雾滴两部分 反应消耗水：SO2与NH3反应生成硫酸铵的反应必须有水参加反应，此处消耗一定量的水 硫酸铵带水：从系统出来的硫酸铵为含水3～5%的湿料，计算时取5% 水的平衡 输出水量=输入水量 输出水量=净烟气带水+反应消耗水+硫酸铵带水 净烟气带水=水蒸气+雾滴 （忽略SO2脱除气量） =0.083kg/m3×104×104×323÷413+75mg/Nm3×687458Nm3/h =67509kg/h+51.6kg/h =67.56t/h 上式中水蒸气密度取50℃水的饱和水蒸气密度（查自化工原理） 2SO2+4NH3+2H2O+O2=2(NH4)2SO4 由以上化学反应方程式可得 反应消耗水=2.7706t/h÷32×18=1.56 t/h 硫酸铵带水=11.4