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湿法脱硫系统物料平衡计算.
湿法脱硫系统物料平衡
计算基础数据
待处理烟气
烟气量:1234496Nm3/h(wet)、1176998 Nm3/h(dry)
烟气温度:114℃
烟气中SO2浓度:300mg/Nm3
烟气组成:
组 分 分子量 Vol% mg/Nm3 SO2 64.06 0.113 3600(6%O2) O2 32 7.56(dry) H2O 18.02 4.66 CO2 44.01 12.28(dry) N2 28.02 80.01(dry) 飞灰 200 石灰石浓度:96.05%
平衡计算
(1)原烟气组成计算
组 分 Vol%(wet) mg/Nm3 kg/h Kmol/h SO2 0.108 3226(7.56%O2) 3797 59.33 O2 7.208 127116 3972.38 H2O 4.66 46214 2564.59 CO2 11.708 283909 6452.48 N2 76.283 1177145 42042.89 飞灰 200(dry) 235 合计 1638416 55091.67 平均分子量 (0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×28.02)/100=29.74 ①→②(增压风机出口 → GGH出口):
取GGH的泄漏率为0.5%,则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h×(1-0.5%)=1228324Nm3/h℃。
组 分 Vol%(wet) mg/Nm3 kg/h Kmol/h SO2 0.108 3226(7.56%O2) 3778 59.03 O2 7.208 126480 3952.52 H2O 4.66 45983 2551.78 CO2 11.708 282489 6420.22 N2 76.283 1171259 41832.68 飞灰 200 234 合计 1630224 54816.21
2、⑥→⑦(): 假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%,即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×(1-95.7%)×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86(空气分子量)=15499.60kg/h,约12000Nm3/h。
其中氧气量为537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h
氮气量为537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。
氧化空气进口温度为20℃,进塔温度为80℃。
3、②→③(GGH出口→脱硫塔出口):
1)假设烟气进塔温度为70℃,℃。由物性数据及烟气中的组分,可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃,Cp(40℃)=0.2520 kcal/kg.℃。
Cp烟气=(0.2536+0.2520)/2=0.2528 kcal/kg.℃
氧化空气进口温度为80℃,其比热约为0.2452 kcal/kg.℃,Cp(40℃)=0.2430kcal/kg.℃。
Cp气=(0.2452+0.2430)/2=0.2441 kcal/kg.℃
Cp水(20~40℃)=1.0kcal/kg.℃ r水(20)=586kcal/kg
r水(40)=575kcal/kg
×(70-40)×1630224+0.2441×15491.12×(80-40)]/[1.0×(40-20)+(586+575)/2]=20841kg/h=1156.55kmol/h
水蒸汽含量=(2551.78+1156.55)/(54816.21+1156.55)=6.63%
40℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00737MPa。
烟气总压102000Pa。
40℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00737/0.102=7.23%
根据以上计算,假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和小于40℃烟气饱和水蒸汽含量。因此,实际出口温度小于40℃。
2)假设出口温度为35℃
烟气蒸发水量=[0.2528×(70-35)×1630224+0.2441×15491.12×(80-35)]/[1.0×(40-20)+(586+575)/2]=24296.6kg/h=1348.31kmol/h
水蒸汽含量=(2551.78+1348.31)/(54816.21+1348.31)=6.94%
35℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.0056
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