脱硫脱硝课程设计
目录 1、前言 3 2、设计原则 3 3、设计步骤 5 4、设计计算书 5 4.1理论空气量的计算 5 4.1.1碳与氧的作用 5 4.1.2氢与氧的作用 6 4.1.3硫与氧的作用 6 4.2空气过剩系数 6 4.3水蒸气量的计算 7 4.4烟气体积计算 7 4.4.1 理论烟气体积 7 4.4.2、实际烟气体积 8 4.4.3、烟气体积和密度的校正 8 4.4.4 过剩空气较正 8 5、物料平衡核算 9 5.1吸收塔的物料平衡 9 5.2石膏处理系统的物料平衡 10 5.3烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡 11 5.4水平衡 11 5.5热量平衡的计算 12 6、设计计算书 16 7、总结 24 7.1对本设计的评述或有关问题的分析讨论 24 8、参考文献 24 2×300MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计（有GGH） 1、前言 我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧开释出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加，加大火电厂SO2的控制力度就显得非常紧迫和必要。SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫（FGD），目前烟气脱硫被以为是控制SO2最行之有效的途径。目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多，主要分为干法（或半干法）和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，技术比较成熟，是目前使用最广泛的脱硫技术，根据吸收剂种类的不同又可分为石灰石/石膏法（钙法）、氨法、海水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术，在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。
截至2011年底，我国脱硫装机超过6亿千瓦，其中85%以上为湿法烟气脱硫，多存系统稳定性差，脱硫效率波动较大等问题。火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011将执行200mg/m3的SO2排放浓度限值，且新建脱硫装置将不允许设置旁路，对脱硫装置性能与可靠性要求极高。
2、设计原则 2×300MW石灰石/石膏湿法脱硫工艺参数设计（含GGH） 1、已知参数：
（1）设计煤质（详细数据见指导书）。
（2）哈尔滨锅炉有限公司HG-1060/17.5-HM35型号锅炉（详细数据见 导书）。
（3）环境温度20℃，空气中的水质量含量1%。
（4）石灰石品质：CaCO3含量98.2%，SiO2含量1.1%，CaO含量54.5%，MgO含量0.65%，S含量0.025%。
（5）电除尘器除尘效率99.7%。
（6）除尘器漏风系数3%。
（7）增压风机漏风系数1%。
（8）GGH漏风系数1%。
2、设计条件：
（1）除尘器出口烟气温度138℃。
（2）脱硫效率95%。
（3）氧化倍率2。
（4）Ca/S摩尔比1.03。
（5）烟气流速3.5m/s。
（6）雾化区停留时间2.5s。
（7）液气比14L/m3。
（8）停留时间5s。
（9）GGH净烟气侧出口温度80℃。
3、设计内容：
（1）燃料灰渣计算。
（2）FGD系统烟气量计算。
（3）石灰石与石膏耗量计算。
（4）除尘器出口飞灰计算。
（5）设计计算（氧化风量、蒸发水量、脱硫反应热、吸收塔内放热、水蒸发吸收、水平衡、石灰石用量、石膏产量、吸收塔尺寸、氧化槽尺寸核算等）。
（6）对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
（7）吸收塔工艺流程图，并在图上标注系统主要烟气流量与SO2浓度参数。
（8）绘制吸收塔塔体结构尺寸图。
本课程设计采用的工艺为石灰石-石膏湿法全烟气脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部，氧化空气空压机（1用1备）安装独立风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和/或空气，以便亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙，形成石膏。
塔内上部烟气区设置四层喷淋。4台吸收塔离心式循环浆泵（3运1备）每个泵对应于各自的一层喷淋层。塔内喷淋层采用FRP管，浆液循环管道采用法兰联结的碳钢衬胶管。喷嘴采用耐磨性能极佳的进口产品。吸收塔循环泵将净化浆液输送到喷嘴，通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区。从锅炉来的100%原烟气中所含的SO2通过石灰石浆液的吸收在吸收塔内进行脱硫反应，生成的亚硫酸钙悬浮颗粒通过强制氧化在吸收塔浆池中生成石膏颗粒。其他同样有害的物质如飞灰、SO3、HCI和HF大部分含量也得到去除。吸收塔内置两级除雾器，烟气在含液滴量低于100mg/Nm3（干态）。除雾器的冲洗由程序控制，冲洗方式为脉冲式。
石膏浆液通过石膏排出泵（1用1备）从吸收塔浆液池抽出，输送至至石膏浆液缓冲箱，经过石膏旋流站一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右，直接送至真空皮带过滤机进行过滤脱水。溢流含3~5%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到吸收塔。旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分离处理。石膏被脱水后含水量降到10%以下。在第二级脱水系统中还对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，保证成品石膏中氯化物含量低于100ppm，以保证生成石膏板或用作生产水泥填加料（掺合物）优质原料（石膏处理系统共用）。
图1 石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺流程图 3、设计步骤 1、确认烟气参数、煤质资料、吸收剂成份、脱硫效率；
2、系统流程的确定；
3、物料平衡计算（烟气量核算、工艺水核算、热量核算、物料核算）；
4、各子系统流程的确定（烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏处置系统、工艺水系统、浆液排空系统、废水排放和处理系统、电气系统、控制系统）；
烟气系统：是否全烟气脱硫？选择轴流式还是离心式风机？GGH是否保留？烟道、吸收塔等设备采用何种防腐方式？SO2吸收系统：多炉一塔还是一炉一塔？几层喷淋层？什么类型的除雾器？氧化风机布置几台？吸收剂制备系统：直接购置石灰石粉末、购置一定块度的石灰石磨制？湿式制浆还是干式制浆？石膏处理系统：石膏抛弃还是回收利用？ 4、设计计算书 4.1理论空气量的计算 假定1kg煤完全燃烧，空气中的氧和煤中能参加燃烧的氧（固有氧）全部被耗尽，此时所需要的空气量称理论空气量。计算时相关假定如下：
1） 空气仅由N2和O2组成，气体积比为79/21=3.76；
2） 燃料中的固态氧可用于燃烧；
3） 燃料中的硫被氧化成SO2；
4） 计算理论空气量时忽略NOX的生成量 4.1.1碳与氧的作用 C + O2 = CO2 （1） 12kg 22.4m3 22.4m3 （在标准状态下，下同） 此式表明，12kg C完全燃烧时，需消耗22.4m3O2，并生成22.4m3CO2，所以1kg碳完全燃烧消耗的O2为22.4/12=1.8667（m3）。
4.1.2氢与氧的作用 2H2 + O2 = 2H2O （2） 4.032kg 22.4m3 44.8m3 由式（2）可知，1kg H2燃烧后要消耗O222.4/4.032=5.5556（m3）。
4.1.3硫与氧的作用 S + O2 = SO2 （3） 32kg 22.4m3 22.4m3 由式（3）可知，1kgS燃烧时，需消耗O222.4/32=0.7（m3）。
在1kg煤中含有的碳、的氢、的硫，所以1kg煤燃烧时，碳、氢、硫3种元素的需氧量为：。
但这些氧并非完全来源于空气，因为1kg煤中还含有的氧，这部分氧可与碳、氢、硫化合，因此，在计算空气需要量时，应将这部分氧量扣除。
氧的分子量为32，故 kg的氧在标准状态下的体积为。
这样1kg煤燃烧所需的O2为 由于空气中O2的容积含量为21%，所以，1kg煤燃烧所需的理论空气量为：
这是理想状态下燃烧所需的空气量，在实际燃烧过程中所需的空气量αVOi＞VOi。
4.2空气过剩系数 实际空气量与理论空气量之比为空气过剩系数 通常 4.3水蒸气量的计算 在标准状态下，空气的密度，空气中水蒸气的含量d=10g/kg空气，水蒸气的密度。
1kg煤在理论空气量下燃烧所生成的烟气体积称理论烟气体积，它包括CO2、SO2、N2和水蒸气等，在理论烟气体积中水蒸气有以下3个来源。
A、煤中氢元素的氧化由式（2）可知，1kgH2完全燃烧后生成44.8/4.032≈11.11（m3）的水蒸气，所以1kg煤中的氢燃烧后生成的水蒸气的体积为：
（4） B、燃煤中的水分，其体积为：
（5） C、随空气带入的水蒸气其体积为：
（6） 但在实际燃烧过程中，，因此随空气带进去的水蒸气应为：
式（4）、式（5）、式（6）相加即得到烟气中水蒸气的体积：
4.4烟气体积计算 4.4.1 理论烟气体积 在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积以表示，烟气成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸汽。
干烟气：除水蒸汽以外的成分称为干烟气；
湿烟气：包括水蒸汽在内的烟气。
4.4.2、实际烟气体积 4.4.3、烟气体积和密度的校正 燃烧产生的烟气其T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。
大多数烟气可视为理气，故可应用理气方程。
设观测状态下：（Ts、Ps下）烟气的体积为Vs，密度为ρs。
标态下：
（TN、PN下） 烟气的体积为VN，密度为ρN。
标态下体积为：
标态下密度为：
美国、日本和国际全球监测系统网的标准态是298K、1atm，在作数据比较时应注意。
4.4.4 过剩空气较正 因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。
用奥氏烟气分析仪测定烟气中的CO2、O2和CO的含量，可以确定燃烧设备在运行中烟气成分和空气过剩系数。
空气过剩系数为 m---------过剩空气中O2的过剩系数 设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以O2形式存在，燃烧产物用下标P表示， 假设空气只有O2、N2分别为21%、79%，则空气中总氧量为 理论需氧量：
0.264N2P—O2P 所以 若燃烧完全 若燃烧不完全产生CO须校正，即从测得的过剩氧中减CO氧化为CO2所需的O2 各组分的量均为奥氏分析仪所测得的百分数。
5、物料平衡核算 5.1吸收塔的物料平衡 进入脱硫系统的主要组分为N2、CO2、O2、水蒸气、少量的组分为SO2、NOx、HF、HCl、SO3、H2SO4蒸气以及微量的汞蒸气等。在FGD系统中，大部分SO2和少量O2被吸收。对于石灰石脱硫系统，每脱除1molSO2大约增加1molCO2。FGD系统对粉尘的吸收率为60%~80%，虽然这些粉尘对于FGD副产品的纯度影响不大，但其中的一些微量元素足以影响FGD工艺流程的化学特性（例如Al3+、Mn2+、Fe3+、Fe2+、Hg2+等）。Al3+与F-形成的结合物会抑制CaCO3的溶解，Mn2+及Fe3+是亚硫酸盐的氧化催化剂，将加速它们的氧化过程；
Hg2+废水排放需进行处理，否则废水无法达标排放。
烟气进入脱硫塔，塔内水分蒸发，烟气降温并吸收水蒸气达到饱和状态。塔内水分的蒸发量与燃煤成分、入口烟气温度、入口烟气含湿量有关。降温后。的烟气与石灰石—石膏浆液逆流接触后排出吸收塔，石灰石—石膏浆液在塔底进一步氧化后，排出吸收塔，进入石膏处理装置。吸收塔系统的进料有5部分，石灰石浆液、烟气、石膏处理系统的滤坑水、设备冲洗水和氧化空气。出料有两股，分别是净烟气和石膏浆液。
吸收塔内发生的主要化学反应如下所示：
主反应：
副反应：
实际过程中，副反应还有很多，比如生成硫酸镁、氯化镁、亚硫酸镁等，但由于塔内发生的化学反应复杂，动力学和热力学参数较难获得，而且石灰石中镁的含量较低，对衡算结果影响较小，因此计算时忽略这些反应。以上6个反应的反应程度与设备、反应停留时间、温度、原料配比等都有很大的关系。吸收塔中的化学反应由于反应物多，反应条件复杂，应留待进一步研究。
5.2石膏处理系统的物料平衡 石膏排出泵的石膏浆液进入石膏旋流器，底部重组分进入真空皮带机进一步分离，真空皮带机生产出石膏饼，滤液进入滤坑。石膏旋流器顶部的轻组分一部分进入滤坑，一部分进入废水旋流器分离。废水旋流器顶流排出系统，底流进入滤坑。石膏处理系统的进料有4股，为石膏浆液和皮带机冲洗水、石膏冲洗水及系统补充水。出料有2股，分别为石膏饼、进入吸收系统的滤液水。
石膏浆液在石膏旋流器的分配和各组分的粒径密度及旋流器的结构有关。石膏旋流器分配按照一下原则：入口固含量20%（质量百分数），底流固含量50%，顶流固含量小于6%。废水旋流器的入料量由烟气带来的氯离子量决定，使得处理后的废水能带走几乎所有进入系统的氯离子，而系统中氯离子的含量为20000ppm。废水旋流器的分配：进料固含量小于6%，底流固含量10%。
石膏饼及真空皮带机的冲洗水由设备厂商提供。滤液补充水的量由水平衡的计算得出。
5.3烟气系统及石灰石湿磨系统的物料平衡 这里所说的烟气系统包括增压风机和除尘两个设备，进料是除尘器入口原烟气、废水及增压风机漏入空气，出料是可排放净烟气。增压风机考虑有1%的漏风。
石灰石制浆系统有石灰石和制浆水两股进料，石灰石浆液一股出料。为水平衡考虑，制浆水采用石膏处理系统来的制浆水。石灰石浆液的固含量为30%。
5.4水平衡 图3所示的是徐塘2×300MW FGD系统设计煤种、100%负荷下的水平衡结果。进入系统的工艺水包括吸收塔管道冲洗水、M/E冲洗水、石膏清洗水、真空皮带机清洗水，这些冲洗水量均由设备厂商提供。氧化空气增湿水的量由热平衡计算得出。吸收塔补充水量通过输出水量和其它进入系统的水相减得到。排出系统的水包括烟气带走的水蒸气、石膏带水、石膏结晶水、废水及M/E出口烟气带走的液滴。烟气带走的水蒸气由热量平衡得出，石膏带水和石膏结晶水根据石膏饼的含水量及1mol石膏带2mol水计算得出，废水量由烟气中的氯离子决定，保证系统中浆液的氯离子浓度小于20000ppm，M/E出口带水量根据设备厂商提供的100mg/Nm3得到。
图3 工业水平衡示意图 5.5热量平衡的计算 热量平衡的计算是水平衡计算的基础，所有工艺水将汇入吸收塔，与烟气接触，传质传热后排出系统。工艺水排出系统一部分是随着石膏带出，而大部分将被烟气的热量蒸发随烟气排出。同时烟气的温度也将降到40～50℃，烟气的湿度达到饱和。为了得到烟气带走的蒸发水量，必须对系统的热量进行计算。
图4 热量平衡的绝热系统 首先要假设一个绝热系统，进出的物料包括烟气氧化空气和工艺水，固体物成分复杂，含量少，温度变化小没有相变，计算时将其忽略。系统温度较低，和外界温差小，认为绝热系统的假设可以成立。
输入该绝热系统的热量转化为出口烟气焓、工艺水升温热量、蒸发热量。即 式中：－入口烟气焓，kJ －化学反应热，kJ －氧化空气焓，kJ －出口烟气焓，kJ －加热工艺水热量，kJ －蒸发水热量，kJ 入口烟气焓可以由以下公式计算：
式中：iy－烟气焓，kJ/Nm3；
－氮气焓，kJ/Nm3；
－氮气体积百分数；
－氧气焓，kJ/Nm3；
－氧气体积百分数；
－水蒸气焓，kJ/Nm3；
－水蒸气体积百分数；
－二氧化碳焓，kJ/Nm3；
－二氧化碳体积百分数。
这里忽略含量极小的SO2、HF、HCl、飞灰对烟气焓的影响。对手册中查到的烟气焓对温度的关系进行拟和得到如表1计算公式。
图5 氧气焓的拟合 化学反应热只考虑主反应：
表1 不同温度下的烟气焓 计算公式：
气体 氮气 氧气 水蒸气 二氧化碳 空气 a 1.29493 1.3036 1.49352 1.60067 1.31964 b -2.24995×10－5 1.4295×10－4 1.03812×10－4 1.05537×10－3 1.49132×10－5 c 2.62179×10－7 1.76927×10－7 2.39515×10－7 -0.69641×10－6 2.54394×10－7 d -1.99753×10-10 -2.27605×10-10 -1.48184×10-10 3.19985×10－10 -2.14784×10-10 e 0.64628×10－13 9.64836×10－14 3.8325×10－14 -0.86062×10-13 0.74175×10－13 f -0.78791×10-17 -1.41095×10-17 -3.8808×10－17 0.98001×10－17 -0.94692×10-14 化学反应热为：
式中－反应的SO2，kmol －反应式（9）的反应热，kJ/kmol 氧化空气焓和出口空气焓可查表1计算。
加热工艺水热量：
式中：－水比热容，kJ/（kg·℃）；
－工艺水量，kg；
－吸收塔内温度，℃；
－工艺水入口温度，℃。
水蒸气吸收的热量：
式中：meva－蒸发水量，kg rtout－tout温度下的汽化热，kJ/kg 对40ºC～50ºC水的汽化热拟合得：
图6 蒸汽压的拟合 ●，拟和值；
－，文献值 假定一个出口温度tout，由（7）、（8）、（9）、（10）、（11）可得出蒸发水的热量，由（12）得到蒸发水的量。因为出口烟气的水蒸汽是饱和的，所以通过蒸发水量和原烟气的湿度可以得出出口温度tout。
对40ºC～50ºC水的饱和蒸汽压拟合得到：
……（14） 式中p－蒸汽压，Pa；
t－温度，℃ 6、设计计算书 一）原始数据 序 号 项目 符 号 单 位 煤种 （1）煤质资料 1 应用基碳份 Cy % 51.93 2 应用基氢份 Hy % 2.36 3 应用基氧份 Oy % 5.88 4 应用基氮份 Ny % 0.42 5 应用基硫份 Sy % 0.7 6 应用基灰份 AY % 30.38 7 应用基水份 Wy % 8.33 8 低位发热量 QyDW kJ/kg 19646 （2）锅炉型号及参数 1 锅炉型号 SG220/9.8-M671 2 锅炉制造厂 哈尔滨锅炉有限公司 3 蒸发量 Dgr t/h 1060 4 过热蒸汽温度 tgr ℃ 540 5 过热蒸汽压力 pgr Mpa 17.50 6 过热蒸汽焓 igr kJ/kg 3395.3 7 再热蒸汽流量（出口/进口） Dzr t/h 879 8 再热蒸汽温度（出口） t“zr ℃ 540 9 再热蒸汽温度（进口） t＇zr ℃ 332 10 再热蒸汽压力（出口） p“zr Mpa 3.975 11 再热蒸汽压力（进口） p＇zr Mpa 3.775 12 再热蒸汽焓（出口） i“zr kJ/kg 3538.73 13 再热蒸汽焓（进口） i＇zr kJ/kg 3147.76 14 汽包压力 p Mpa 19.00 15 排污率 αps / 0.01 16 排污水焓 ips kJ/kg 1749.5 17 给水温度 tgs ℃ 282 18 给水压力 pgs Mpa 19.392 19 给水焓 igs kJ/kg 1333.60 20 锅炉效率（高位发热量计） ηgl / 0.8314 21 锅炉效率（低位发热量计） ηdl / 0.9247 22 机械未完全燃烧损失 q4 % 1.00 23 炉膛过剩空气系数 αl / 1.15 24 空预器出口过剩空气系数 αky / 1.20 25 空预器进口过剩空气系数 αky / 1.33 25 灰渣分配比例 Φh % 85 （3）环境参数 1 环境温度 t0 ℃ 20 2 标态下SO2密度 kg/Nm3 2.856 3 空气中的水质量含量 % 1 4 空气密度 kg/m3 1.29 （4）石灰石品质资料（石灰石矿点） 1 CaCO3含量 % 98.2 2 SiO2含量 % 1.1 3 CaO含量 % 54.5 4 MgO含量 % 0.65 5 S含量 % 0.025 （5）电除尘器资料 1 电除尘器数量 2 每台电除尘器电场数 3 厂商 4 型式 5 除尘效率 ζep % 99.7 （6）吸收塔设计参数 1 除尘器出口烟气温度 ℃ 138 2 脱硫效率 % 97 3 氧化倍率 2 4 空气中的水含量 kg/kg 0.008 5 空气密度 kg/m3 1.290 6 石灰石含量 % 98.2 7 镁含量 % 0.65 8 钙硫比 1.05 9 烟气流速 m/s 4 10 雾化区停留时间 s 2.5 11 液气比 L/m3 12 12 停留时间 min 5 二）燃料灰渣计算 序号 项目 符号 单 位 计算公式 计算结果 1 耗煤量 Bh t/h =（Dgr（igr-igs）+αps（i＇-igs）+Dzr（izc-izj））/（Qgηg） 154.84 2 计算燃料消耗量 Bj t/h =Bh*（100-q4）/100 153.29 3 除尘器进口灰量 Gepi t/h =φh*ζep 23.72 4 除尘器出口灰量 Gepo t/h =φh*（1-ζep） 0.071 三）FGD进口烟气量的计算 （1）烟气量的计算 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 理论空气量 Vo Nm3/Kg 0.0889（Cy+0.375Sy）+0.265Hy-0.0333Oy 5.065 2 N2理论体积 VN20 Nm3/Kg 0.79V0+0.008Ny 4.008 3 CO2理论体积 VCO20 Nm3/Kg 1.866Cy/100 0.931 4 SO2理论体积 VSO20 Nm3/Kg 0.7Sy/100 0.004 5 RO2理论体积 VRO20 Nm3/Kg 1.866（Cy+0.375Sy）/100 0.935 6 水蒸汽理论体积 VH2O0 Nm3/Kg 0.111Hy+0.0124Wy+0.0161V0 0.520 7 燃烧产物理论体积 Vy0 Nm3/Kg VN20+VRO20+VH2O0 5.464 8 空预器出口燃烧产物实际体积（（湿） Vky Nm3/Kg Vy0+0.0161（αky-1）V0+（αky-1）V0 6.493 9 蒸汽吹灰量 g kg/kg 锅炉厂定 0.00 10 空预器出口烟气比重 r0y Kg/Nm3 （1-0.01Ay+1.285αkyV0+g）/Vky 1.316 11 空预器出口烟气量 Qpy Nm3/h Vky*Bj*103 1036279 12 除尘器漏风系数 △α1 / 除尘器厂给定 0.03 13 增压风机漏风系数 △α2 / 增压风机厂给定 0.01 14 GGH漏风系数 △α3 / GGH厂给定 0.01 15 除尘器出口温度 t1 ℃ （αky*tpy+△α1*t0）/（αky+△α1） 135 16 增压风机出口温度 t2 ℃ （αky*tpy+∑△α*t0）/（αky+∑△α） 134 17 GGH出口温度 t3 ℃ （αky*tpy+∑△α*t0）/（αky+∑△α） 133 18 除尘器出口烟气实际体积(湿烟气) Vpy1 Nm3/Kg Vky+0.0161△α1*V0+△α1*V0 6.647 19 除尘器出口烟气量(湿态、标态) Qpy1b Nm3/h Vpy1*Bj*103 1060922 20 除尘器出口烟气实际体积(干烟气) Vpy1g Nm3/Kg VN2＋VO2＋VCO2＋VSO2 6.108 21 增压风机进口烟气量（标干） Qpy1 m3/h Vpy1*Bj*103*（273+t1）/273 974847 22 增压风机出口烟气实际体积(湿烟气) Vpy2 Nm3/Kg Vky+0.0161∑△α*V0+∑△α*V0 6.750 23 增压风机出口烟气量(湿态、标态) Qpy2b Nm3/h Vpy2*Bj*103 1077351 24 增压风机出口烟气量(湿态、实际) Qpy2 m3/h Vpy2*Bj*103*（273+t3）/273 6.750 25 增压风机烟气实际体积(干烟气) Vpy2 Nm3/Kg VN2＋VO2＋VCO2＋VSO2 6.108 26 增压风机出口烟气量(干态、标态) Qpy2b Nm3/h Vpy2b*Bj*103 974847 27 增压风机出口烟气量(干态、实际) Qpy2 m3/h Vpy2*Bj*103*（273+t3）/273 1454034 （2）除尘器出口烟气成分 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 N2体积 VN2 Nm3/Kg VN20+0.79（αky+∑△α-1）Vo 4.9288 2 O2体积 VO2 Nm3/Kg 0.21（αky+∑△α-1）Vo 0.2447 3 CO2体积 VCO2 Nm3/Kg VCO20 0.9311 4 SO2体积 VSO2 Nm3/Kg 0.85*VSO20 0.0035 5 水蒸汽体积 VH2O Nm3/Kg 0.5387 （3）FGD进口烟气成分 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 N2体积 VN2 Nm3/Kg VN20+0.79（αky+∑△α-1）Vo 4.9288 2 O2体积 VO2 Nm3/Kg 0.21（αky+∑△α-1）Vo 0.2553 3 CO2体积 VCO2 Nm3/Kg VCO20 0.9311 4 SO2体积 VSO2 Nm3/Kg 0.85*VSO20 0.0035 5 水蒸汽体积 VH2O Nm3/Kg 0.5395 （4）烟气成分与湿烟气量比值 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 N2体积百分比 % 100*VN2/Vpy4 73.61 2 O2体积百分比 % 100*VO2/Vpy4 3.78 3 CO2体积百分比 % 100*VCO2/Vpy4 13.79 4 SO2体积百分比 % 100*VSO2/Vpy4 0.05 5 水蒸汽体积百分比 % 100*VH2O/Vpy4 7.99 （5）烟气成份与干烟气量比值 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 N2体积百分比 % 100*VN2/Vpy4 81.35 2 O2体积百分比 % 100*VO2/Vpy4 4.18 3 CO2体积百分比 % 100*VCO2/Vpy4 15.24 4 SO2体积百分比 % 100*VSO2/Vpy4 0.06 （6）原烟气中SO2浓度计算 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 转换成SO2体积 VSO2s Nm3/Kg VSO2 0.003511 2 原烟气SO2体积流量 QSO2v Nm3/h VSO2s*Bj*103 560.27 3 原烟气SO2质量流量 QSO2m kg/h ρSO2*QSO2v 1600.13 4 原烟气进口SO2浓度（干态） CSO2 mg/Nm3 1000*1000*QSO2m/（Qpy5*273/（273+t4）） 2448.26 四）石灰石与石膏耗量 序号 项目 符 号 单 位 计算公式 计算结果 1 石灰石耗量 Glim t/h 3.716 2 副产物石膏产量 Ggy t/h Qpy2*10-9*（CSO2＇*172/64）+ Glim */100*0.04+ Glim *（1-/100） 5.964 五）除尘器出口飞灰浓度 序号 项目 符号 单位 计算公式 计算结果 1 增压风机进口飞灰浓度（湿态） g/Nm3 Gepi / Qpy1 *106 22.361 2 增压风机进口飞灰浓度（干态） g/Nm3 Gepi / Qpy1 *106 24.335 二、烟温和水平衡计算 2.1原烟气（增压风机前） 烟气温度 ℃ 135.1 标态烟气体积流量 Nm3/h，湿 1,167,301 标态烟气体积流量 Nm3/h，干 1,000,483 实际烟气量体积流量 m3/h，湿 1,762,584 2.2原烟气（增压风机后） 烟气温度 ℃ 134.2 标态烟气体积流量 Nm3/h，湿 1,178,974 标态烟气体积流量 Nm3/h，干 1,010,488 实际烟气量体积流量 m3/h，湿 1,728,092 2.3吸收塔出口 烟气温度 ℃ 47.8 标态烟气体积流量 Nm3/h，湿 1,210,155 标态烟气体积流量 Nm3/h，干 1,000,648 实际烟气量体积流量 m3/h，湿 1,413,671 GGH净烟气出口 烟气温度 ℃ 80.0 标态烟气体积流量 Nm3/h，湿 1,109,149 标态烟气体积流量 Nm3/h，干 984,870 实际烟气量体积流量 m3/h，湿 1,434,175 2.4氧化空气流量 二氧化硫的含量 mg/Nm3 2,448 烟气中二氧化硫量 kg/h 3,746 需要脱除的二氧化硫的量 kg/h 3,559 氧气的质量 kg/h 1,779 氧化空气的量 kg/h（干） 7,687 氧化空气的量 kg/h（湿） 7,687 氧化空气的量 Nm3/h（湿） 5,959 2.5蒸发水量 设出口烟温 ℃ 47.8 出口烟气中水蒸气的分压 Pa 10,840 出口烟气中含水体积流量 Nm3/h 140,402 出口烟气中含水质量流量 kg/h 111,339 需蒸发水量 kg/h 29,350 需蒸发水体积 Nm3/h 37,011 2.6脱硫反应热 二氧化硫脱除量 kg/h 2,468 二氧化硫脱除量 kmol/h 56 反应放热 kJ/h 18,852 2.7吸收塔内放热 干烟气比热 kJ/kg.℃ 1.04 水蒸气比热 kJ/kg.℃ 1.99 烟气温降放热 kJ/h 76,145,126 吸收塔内放热 kJ/h 76,163,977 吸收塔内有效放热 kJ/h 68,547,580 2.8水蒸气蒸发吸热 水的汽化热 kJ/kg 2,380 蒸发水吸收 kJ/h 69,864,687 2.9余热比率 余热比率 % -3.6% 2.10水平衡 进口水量 烟气含水 kg/h 74,517 石灰石浆含水(30%) kg/h 13,733 氧化空气含水 kg/h 61 冲洗水、补充水 kg/h 33,499 小计(kg/h) kg/h 129,282 出口水量 烟气带水 kg/h 101,072 石膏结晶水 kg/h 2,002 石膏浆排出水 kg/h 15,941 小计(kg/h) kg/h 129,282 三、石灰石用量(25~35%) 吸收剂有效成分 % 98.8 石灰石用量 kg/h 5885.5 石灰石浆用量 kg/h 19618.2 四、副产物的生成量(15~25%) 二水石膏 kg/h 6,632 粉尘、杂质等 kg/h 1,063 合计 kg/h 10,628 排浆量 kg/h 53,138 其中结晶水 kg/h 2,002 五、主要设备 5.1吸收塔 计算直径 m 11.39 实际直径 m 12.00 烟气流速 m/s 3.47 雾化高度 m 8.68 5.2氧化槽 计算循环量 m3/h 15378.1 实际循环量 m3/h 16900.0 实际液气比 L/m3 14.0 浆液池体积 m3/h 1408.3 浆液池高度 m 12.5 编号 1 2 3 4 5 位置 增压风机进口 增压风机出口 GGH原烟气出口 吸收塔出口 GGH净烟气出口 温度（℃） 135.1 134.2 102.0 47.8 80.0 压力（Pa） 101,025 104,325 103,525 101,925 101,325 干态体积流量（Nm3/h） 974,937 984,687 974,840 975,023 984,870 湿态体积流量（Nm3/h） 1,060,922 1,071,531 1,060,816 1,098,434 1,109,149 运行工况（m3/h）（湿） 1,590,738 1,552,285 1,426,174 1,283,162 1,434,175 含水量（m3/m3） 0.0810 0.0810 0.0810 0.1124 0.1120 SO2浓度（mg/Nm3) 2448.3 2448.3 2448.3 122.4 145.7 7、总结 通过本次脱硫脱硝的课程设计，我们巩固了学习成果，加深了对电厂脱硫脱硝系统课程内容的学习与理解，初步掌握了电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的设计方法，培养和提高了计算能力、设计水平。在老师的指导下，基本能独立完成电厂脱硫脱硝系统的计算，锻炼和提高了分析及解决工程问题的能力。
首先，在图书馆查阅了大量文献资料，并从网上查得一些关于石灰石-石膏法的信息。经过一段时间的准备,通过阅读文献，掌握设计流程及原则。经过一周终于将课程设计完成。这次课程设计任务比较重，相关的系统设计相对来说比较陌生，很多数据的查找和确定比较麻烦。设计中还有很多不足之处,比如经验值常数的选定没有规律，也没有统一,这是以后在学习中必须注意的。课程设计是结合课本理论知识的实践部分，使我们认识到学习必须脚踏实地的道理，学到了以前没学到的知识，同时加深了对知识结合运用的了解，也为自己在今后的岗位上工作有了初步的经验。
还要特别感谢老师的悉心指导，耐心讲解我们不明白的地方，帮我们查询相关资料信息。同时同学间相互帮助，相互交流也使我们进步的更快，学的更扎实。
8、参考文献 （1）孙克勤、钟秦等编《火电厂烟气脱硫系统设计、建造和运行》，北京：化学工业出版社，2005年。
（2）苏亚欣等编《燃煤氮氧化物排放控制技术》，北京：化学工业出版社，2004。
（3）郭东明等编《脱硫工程技术与设备》，北京：化学工业出版社，2007。
（4）钟秦等编《烟气脱硫脱硝技术及工程实例》，北京：化学工业出版社，2007。
