石灰石-石膏法烟气脱硫设计

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1、合肥学院HefeiUniversity化工工艺课程设计题目：烟气-液相石膏法脱硫工艺系别：化学与材料工程系专业：化工工程与工艺学号：14030210031403021018姓名：李思平陈悦导师：孙虹2018年1月设计任务书题目：烟气-液相石膏法脱硫工艺研究与设计原始数据：1．脱硫脱硝系统的处理烟气量：，常压，℃2．年工作日：天；；3.脱硫率为4.烟气中的含量5.烟气中的其他气体的摩尔分数：,,,,6．催化剂用量7．吸收塔操作压力（绝压）8．塔内反应温度以及烟气出口温度℃9.吸收方式：喷淋塔吸收主要任务：1.选定方法及流程；2.确定脱硫设备

2、的工艺操作条件；3.完成烟气液相法脱硫工艺中基本的物料计算、热量衡算4.设备选型及确定主要设备的工艺尺寸；5.绘图：（1）带控制点工艺流程图；（2）脱硫技术工段平面布置图。（3）主设备图。一、反应原理该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石破碎与水混合，磨细成粉壮，制成吸收浆液（当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆）。在吸收塔内，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3(碳酸钙)以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏，二氧化硫被脱除。吸收塔排出的石膏浆液经脱水装置脱水后回收。脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加热升温后

3、进入烟囱排向大气。烟气从吸收塔下侧进入，与吸收浆液逆流接触，在塔内CaCO3与SO2、H2O进行反应，生成CaSO3·1/2H2O和CO2↑；对落入吸收塔浆浆池的CaSO3·1/2H2O和O2、H2O再进行氧气反应，得到脱流副产品二水石膏。（1）吸收反应烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：SO2＋H2O→H2SO3（溶解）H2SO3⇋H＋＋HSO3－（电离）吸收反应的机理：吸收反应是传质和吸收的的过程，水吸收SO2属于中等溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力

4、的控制，吸收速率＝吸收推动力/吸收系数（传质阻力为吸收系数的倒数）（2）氧化反应一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化，反应如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－⇋H＋＋SO42－氧化反应的机理：氧化反应的机理基本同吸收反应，不同的是氧化反应是液相连续，气相离散。水吸收O2属于难溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受液膜传质阻力的控制。强化氧化反应的措施：a)降低PH值，增加氧气的溶解度b)增加氧化空气的过量系数，增加氧浓度c)改善氧气的分布均匀性，减小气泡平均

5、粒径，增加气液接触面积。（3）中和反应吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下：Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑中和反应的机理：中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶，由于石灰石较为难溶，因此本环节的关键是，如何增加石灰石的溶解度，反应生成的石膏如何尽快结晶，以降低石膏过饱和度。中和反应本身并不困难。强化中和反应的措施：a)提高石灰石的活性，选用纯度高的石灰石，减少杂质。b)细化石灰石粒径

6、，提高溶解速率。c)降低PH值，增加石灰石溶解度，提高石灰石的利用率。d)增加石灰石在浆池中的停留时间。e)增加石膏浆液的固体浓度，增加结晶附着面，控制石膏的相对饱和度。二．工序设计特点(1)高速气流设计增强了物质传递能力，降低了系统的成本，标准设计烟气流速4.0m/s。(2)技术成熟可靠，多于55000MW的湿法脱硫安装业绩。(3)最优的塔体尺寸，系统采用最优尺寸，平衡了SO2去除与压降的关系，使得资金投入和运行成本最低。(4)吸收塔液体再分配装置，有效避免烟气爬壁现象的产生，提高经济性，降低能耗。从而达到：1、适合于燃烧高、中、低硫任

7、何燃料的锅炉机组，SO2处理浓度～25000mg／Nm3；2、单塔处理烟气量大，适合于200MW～1000MW机组容量的烟气脱硫，性价比高；3、吸收塔采用喷淋空塔，系统阻力小；4、脱硫效率≥95％；钙硫比≤1.03：5、脱硫副产品石膏可商业利用，含水率≤10％；系统利用率≥95％。6、对锅炉负荷变化的适应性强(30％一100％BMCR)；7、设备布置紧凑减少了场地需求；最近十年，随着对FGD工艺化学反应过程和工程实践的进一步理解以及设计和运行经验的积累和改善，石灰石石膏湿法工艺得到了进一步发展，如单塔的使用、塔型的设计和总体布置的改进等，

8、使得脱硫率提高到95％以上、运行可靠性和经济性有了很大改进，对电厂运行的影响已降到最低，设备可靠性提高，系统可用率达到97％。而且，随着系统的逐步简化，不但运行、维护更为方便，而且造价也有所下