(完整word版)脱硫计算公式比较全
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湿法脱硫系统物料平衡
一、 计算基础数据
（1）
待处理烟气
烟气量：1234496Nm
3
h（wet）、1176998
Nm
3
h（dry）
烟气温度：114℃
烟气中SO
2
浓度：3600mgNm
3
烟气组成：
组 分
SO
2
O
2
H
2
O
CO
2
N
2
飞灰
石灰石浓度：96.05%
二、 平衡计算
分子量
64.06
32
18.02
44.01
28.02
Vol%
0.113
7.56(dry)
4.66
12.28(dry)
80.01(dry)
mgNm
3
3600（6%O
2
）
200
（1）原烟气组成计算
组 分
SO
2
O
2
H
2
O
CO
2
N
2
飞灰
合计
平均分子量
平均密度
Vol%(wet)
0.108
7.208
4.66
11.708
76.283
mgNm
3
3226
（7.56%O
2
）
200（dry）
kgh
3797
127116
46214
283909
1177145
235
1638416
Kmolh
59.33
3972.38
2564.59
6452.48
42042.89
55091.67
（0.108×64.06+7.
208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×2
8.02）10
0=29.74
1.327kgm
3
1
（2）烟气量计算
1、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 Nm
3
h×
（1-0.5%）
=1228324Nm
3
h=1629634kgh
泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。
温度为70℃。
组
分
SO
2
O
2
H
2
O
CO
2
N
2
飞灰
合计
Vol%(wet)
0.108
7.208
4.66
11.708
76.283
mgNm
3
3226
（7.56%O
2
）
200
kgh
3778
126480
45983
282489
1171259
234
1630224
Kmolh
59.03
3952.52
2551.78
6420.22
41832.68
54816.21
2、⑥→⑦（氧化空气）：
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%）=163
kgh，二氧化硫脱除量=（3778-163）64.06=56.43kmolh。
取OS=4
需空气量=56.43×420.21=537.14kmolh×28
.86（空气分子量）
=15499.60kgh，约12000Nm
3
h。
其中氧气量为537.14 kmolh×0.21=112.80
kmolh×32=3609.58kgh
氮气量为537.14
kmolh×0.79=424.34 kmolh×28.02=11890.02kgh。
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）：
烟气蒸发水量计算：
1）假设烟气进塔温度为70℃，在塔内得到充分换热，
出口温度为40℃。
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0.2536kcalk
g.℃，Cp
（
40
℃）
=
0.2520 kcalkg.℃。
Cp
烟气
=（
0.2536+0.2520）2=0.2528 kcalkg.℃
氧化空气进口温度为80℃，其比热约为0.2452
kcalkg.℃，Cp
（
40
℃）
2
=
0.2430kcalkg.℃。
Cp
空气
=（
0.2452+0.2430）2=0.2441 kcalkg.℃
Cp水（20~40℃）=1.0kcalkg.℃
r
水（
20
）
=
586kcalkg
r
水（
40
）
=
575kcalkg
烟气蒸发水量=[0.2528×（70-40）×1630224+0.244
1×15491.12×（80-40）][1.0×
（40-20）+（586+575）2]=20
841kgh=1156.55kmolh
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=0.007370.102=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]=24296.6kgh=1348.31kmolh
水蒸汽含量=（2551.78+1348.31）（54816.21+1348.31）=6.94%
35℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00562MPa。
35℃烟气饱和水蒸汽含量=0.005620.102=5.51%
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大于35℃烟气
饱和水蒸汽含量。
因此，实际出口温度大于35℃，取38.5℃，则烟气蒸发水量为
1213.82kmolh×18
.02=21873kgh，其水蒸汽含量=（2551.78+1213.82）
（54816.21
+1213.82）=6.72%
38.5℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00684MPa。
38.5℃烟气饱和水蒸汽含量=0.006840.102=6.71%
根据上述计算结果可知，脱硫塔出口温度为38.5℃。
3
3）反应产生的二氧化碳量
G
CO2
= 44.01×56.43kmolh=2483.48kgh
4）烟气中夹带水量
按烟气总质量的0.005计，夹带量=1630224kgh × 0.005=8151.12kgh
5）脱硫塔出口烟气组分
组 分
SO
2
O
2
H
2
O
CO
2
N
2
飞灰
合计
总烟气量
4、③→④（脱硫塔出口→GGH出口）：
在此过程中新增了原烟气泄漏的0.5%烟气。
组 分
SO
2
O
2
H
2
O
CO
2
N
2
飞灰
合计
总烟气量
5、④→⑤（GGH出口→烟囱进口）：
这一过程烟气量及性质基本不变。
Vol%(wet)
0.005
7.088
7.392
11.370
74.144
kgh
163+3797×0.5%=182
129187+127116×0.5%=129823
76007+46214×0.5%=76238
284972+283909×0.5%=286392
1183149+1177145×0.5%=1189035
58.5+235×0.5%=59.7
1681730
1282023
Kmolh
2.84
4056.96
4230.75
6507.42
42435.22
57233.19
Vol%(wet)
0.004
7.088
7.405
11.638
74.134
kgh
163
126480+3609.58×34=129187
45983+21873+8151.12=76007
282489+2483.48=284972
1171259+11890.02=1183149
234×（1-75%）=58.5
1673374
1275857Nm
3
h
Kmolh
2.54
4037.10
4217.93
6475.18
42225.16
56957.91
4
（3）脱硫液及石膏的平衡
CaSO
4
.
2H
2
O分子量为：172.17
CaSO
3
.
12H
2
O分子量为：129.15
CaCO
3
分子量为：100.09
1、脱硫剂的需求量
1）烟气中SO
2
脱除量=56.43kmolh
2）需纯的石灰石量=56.43 kmolh
3）考虑到溶液循环过程中的损失，需加入的石灰石量为=（1+2%）×56.43
kmolh=57.56kmolh
4）需96.05%的石灰石=57.56×100.090.9605=5997.96kgh
其中：CaCO
3
量=5997.96×0.9605=5761.04kgh
其中：杂质量=5997.96×0.0395=236.92kgh
5）如使用工业水制备30%含固量浆液需水量：
5997.96kgh0.3×0.7=13995.24kgh
6）如使用2.6%含固量的脱硫反应塔塔底浆液旋流分离液制备30%含固量
浆液需水量为：
设2.6%含固量旋流分离液的固体物量为X kgh，以水平衡可列下式：
X2.6%×（1-2.6%）=（X+5997.96）30%×（1-30%）
X=398.40kgh
水量=398.402.6%×（1-2.6%）=14924.68kgh
需2.6%的塔底浆液旋流分离液=398.40+14924.68=15323.08kgh
30%浆液量=14924.68（1-30%）=21320.97kgh
2、脱硫塔底固体量 <
br>假设干脱硫产物中CaSO
4
.
2H
2
O与CaSO
3
.
12H
2
O质量比为0.92：0.01。
其摩尔比为：(0.92172.17):(0.01129.15)=69.01：1
1）CaSO
4
.
2H
2
O生成量=56.43
×172.17×69.01×(69.01+1)=9576.78kgh
2）CaSO
3
.
12H
2
O生成量=56.43
×129.15×1×(69.01+1)=104.10kgh
3）产物中未反应的CaCO
3
量=5761.04-56.43
×100.09=112.96kgh
4）杂质量=236.92kgh
5）脱除下来的飞灰量=234 ×75%=175.50kgh
5
脱硫塔底固体量=G
CaSO4.2H2O
+G
CaSO3.12H2O
+G
CaCO3
+G
杂质
+G
飞灰
=9576.78+104.10+112.96+236.92+175.50=10206.26kgh
组 分
CaSO
4
.
2H
2
O
CaSO
3
.
12H
2
O
CaCO
3
杂质
飞灰
合计
3、反应产物中结晶水量
1）CaSO
4
.2H
2
O中结
晶水量=9576.78172.17×2×18.02=2004.69kgh
2）CaSO
3
.12H
2
O中结晶水量=104.10129.15×12×18.02=7.
26kgh
反应产物中结晶水量为2004.69 + 7.26 = 2011.95kgh
4、除雾器冲洗水
冲洗水喷淋密度？？（一小时冲洗一次，每次5分钟）
除雾器冲洗水=
5、脱硫反应后塔底最终排出量
物料平衡以不补充新鲜水为条件。
设一级旋流器入口浆液浓度为10.8%，下出
口浆液浓度为50%，上出口浆液浓度为2.6%，则可
算出下出口溶液量为进口量的
17.3%；设二级旋流器下出口浆液浓度为20%，上出口浆液浓度为1
.3%；真空皮带
过滤机固体损失率为0.9%，石膏含固率为90%。
设塔底浆液总流量为X kgh，排入污水处理系统总流量为Y
kgh，则可列以下
平衡方程式：
Y×1.3% +
X×17.3%×50%=10206.26kgh (1) (根据设定和固体物量平衡)
真空皮带过滤物料平衡：
17.3%X kgh（一级旋流器滤液）
⒂
含固率50%
真空
过滤
机
质量流量kgh
9576.78
104.10
112.96
236.92
175.50
10206.26
W%
93.83
1.02
1.11
2.32
1.72
100
⒃
溢流
固体量为：
17.3%X
× 50%×0.9%
⒅
石膏
含固率90%
6
可求出石膏量为17.3%X×50%×（1-0.9%）90%=0.09525 X
溢流量为17.3%X-0.09525X=0.07775X
根据设定及脱硫塔总物料平衡：
塔体输入量：
烟气量=1630224kgh；氧化空气量=15499.60kgh；
石灰石浆液量=21320.97kgh；除雾器冲洗水量=？？
真空皮带过滤机溢流返塔量=0.07775X；
一级旋流器溢流返塔量=（1-17.3%）X=0.827X-15323.08
塔体输出量：
烟气量=1673374kgh；塔底浆液流量=X kgh；废水流量=Y
kgh
则平衡方程式为：
1630224 + 15499.60 + 21320.97
+ G
冲洗水量
+
0.07775X +
0.827X-15323.08
=1673374 + X + Y =>
G
冲洗水量
-21652.51=0.09525X + Y
(2)
若已知除雾器冲洗水量则可联立方程式（1）和（2）求出X和Y。
假设除雾器冲洗水量为96000kgh，则
X=108369 kgh
Y=64025 kgh
6、水平衡验算
G
烟气出口带出水
+
G
塔底排放浆液带出自由水
+ G
脱硫产物最终带出结晶水
-（
G
烟气入口带入水
+ G
除雾器冲洗水
+
G
石灰石浆带入水
+ G
返塔水量
）=
76007 +
108369×（1-10.8%）+
2011.95 -（45983 + 96000 +
14924.68 + 17782.76）= -6.342
7
Cl
-
平衡计算
一、原始数据：
入塔烟气量：1234496 Nm
3
h（dry）×
（1-0.5%）=1171113 Nm
3
h
O
2
浓度：5.09%（空气过量系数为1.32）
HCl浓度：60mgNm
3
（6%O
2
，空气过量系数为1.4）
工艺水中Cl浓度为：464.16mgL
二、氯平衡计算
1）
入塔氯化物量（以Cl为基准）：1.41.32 ×1171113 × 60 ×
10
-6
=74.53kgh
2）
工艺水带入的氯化物量（以Cl为基准）：96000 ×
464.16×10
-6
=44.56kgh
假定吸收塔中Cl浓度为20000mgL，吸收塔中溶液体积为
8