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废气处理中脱硫相关工艺及计算公式详解

2019-09-26 15:57:22 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

近年来,大气污染治理受到各界关注,脱硫脱硝是关键,本文将介绍脱硫工艺及计算公式详解。

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1、钠碱法脱硫工艺

采用氢氧化钠(NaOH,又名烧碱,片碱)或碳酸钠(Na2CO3又名纯碱,块碱)。

1.1. NaOH 反应方程式:

2NaOH+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+H2O (PH 值大于 9)

Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5<PH<9)

当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。

1.2. Na2CO3反应方程式:

Na2CO3+SO2=Na2SO3(亚硫酸钠)+CO2↑(PH 值大于 9)

Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(亚硫酸氢钠) (5<PH<9)

当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。

2、双碱法脱硫工艺

2.1. 脱硫过程:

Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

用碳酸钠启动

用氢氧化钠启动

2种碱和SO2反应都生成亚硫酸钠

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

当 PH 值在 5-9 时,亚硫酸钠和 SO2反应生成亚硫酸氢钠。

2.2. 再生过程:

CaO(生石灰)+H2O=Ca(OH)2(氢氧化钙)

Ca(OH)2+2NaHSO3(亚硫酸氢钠)=Na2SO3+CaSO3↓ (亚硫酸钙)+2H2O

Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓

氢氧化钙和亚硫酸钠反应生成氢氧化钠。

3、煤初始排放浓度

按耗煤量按500kg/h,煤含硫量按1%,煤灰份按20%,锅炉出口烟气温度按 150℃。

3.1. 烟气量:

按 1kg 煤产生 16~20m3/h 烟气量,=500×20= 10000m3/h

3.2. SO2初始排放量:

=耗煤量 t/h×煤含硫量%×1600(系数)

=0.5×0.01×1600= 8kg/h

也可以计算:= 2×含硫量×耗煤量×硫转化率 80%

= 2×0.01×500×0.8=8kg/h

3.3. 计算标态烟气量:

=工况烟气量×【273÷(273+150 烟气温度)】

=10000×0.645=6450Nm3/h

已知标况烟气量和烟气温度,计算其工况烟气量:

=标况烟气量×【(273+150 烟气温度)÷273】

=6450×1.55=10000 m3/h

3.4. SO2初始排放浓度:

=SO2初始排放量×106÷标态烟气量

=8×106÷6450=8000000÷6450=1240mg/Nm3

3.5. 粉尘初始排放量:

=耗煤量 t/h×煤灰份%×膛系数 20%

=500×0.2×0.2=20kg/h

3.6. 粉尘初始排放浓度:

=粉尘初始排放量×106÷标态烟气量

= 20×106÷6450=20000000÷6450=3100mg/Nm3

4、运行成本计算

需先计算出 SO2初始排放量 kg/h,然后按化学方程式计算。

4.1. 以 NaOH 为例,按理论计算,1kg 二氧化硫用 0.625kg 氢氧化钠反应。

4.2. 由于 Na2CO3需水解后才能产生 NaOH,而 NaOH 可直接与 SO2反应,碱性没有 NaOH 高,不考虑使用 Na2CO3,投加量比 NaOH 更多。

4.3. 氢氧化钠(碳酸钠)和二氧化硫反应生成物为亚硫酸钠,且当 PH 值在 6~8 时,亚硫酸钠又会与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,而Ca(OH)2与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠,Ca(OH)2再与亚硫酸钠反应生成 NaOH,完成再生。

钙硫比按 1.03:1计算,1kg二氧化硫用 1.156kg 氢氧化钙反应。而氢氧化钙又可与亚硫酸钠反应生成氢氧化钠,按理论计算,可以不用添加氢氧化钠,但实际中会有误差,误差按5%的氢氧化钙 添加,则1kg二氧化硫用0.0578kg 氢氧化钠。

5、风管和设备直径计算

D=√烟气量÷2820V

1、风管V为流速:10~15m/s;

2、水膜除尘器V为流速:4~5m/s;

3、脱硫喷淋塔V为流速:3~3.5m/s;

6、除尘效率和脱硫效率

除尘效率=(除尘器捕集量÷进入除尘粉尘量)×100%=〔(进入除尘粉尘量-除尘器出口排出的粉尘量)÷进入除尘粉尘量〕÷100%脱硫效率按上述计算。

来源:环保之家



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