近年來,大氣污染治理受到各界關(guān)注,脫硫脫硝是關(guān)鍵,本文將介紹脫硫工藝及計算公式詳解。
1.鈉堿法脫硫工藝
采用氫氧化鈉(NaOH,又名燒堿,片堿)或碳酸鈉(Na2CO3,又名純堿,塊堿)。
1)NaOH 反應(yīng)方程式:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O(pH值大于9)
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(pH值在5~9)
2)Na2CO3反應(yīng)方程式:
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑(pH值大于9)
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3(pH值在5~9)
1)脫硫過程
用碳酸鈉啟動:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
用氫氧化鈉啟動:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
2種堿和SO2反應(yīng)都生成亞硫酸鈉
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3(pH值在5~9)
2)再生過程
CaO+H2O=Ca(OH)2
Ca(OH)2+2NaHSO3=Na2SO3+CaSO3↓ +2H2O
Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3↓
按耗煤量按500kg/h,煤含硫量按1%,煤灰份按20%,鍋爐出口煙氣溫度按150℃。
1)煙氣排放量
按1kg煤產(chǎn)生16~20m3/h 煙氣量計算
煙氣排放量=500×20= 10000m3/h
2)SO2初始排放量
SO2初始排放量=耗煤量t/h×煤含硫量%×1600(系數(shù))=0.5×0.01×1600= 8kg/h
也可以計算為
SO2初始排放量=2×含硫量×耗煤量×硫轉(zhuǎn)化率80%= 2×0.01×500×0.8=8kg/h
3)標態(tài)與工況煙氣量
標態(tài)煙氣量=工況煙氣量×[273/(273+150煙氣溫度)]=10000×0.645=6450Nm3/h
已知標況煙氣量和煙氣溫度,計算其工況煙氣量
工況煙氣量=標況煙氣量×[(273+150煙氣溫度)/273]=6450×1.55=10000 m3/h
4)SO2初始排放濃度
=SO2初始排放量×106/標態(tài)煙氣量
=8×106÷6450=8000000/6450=1240mg/Nm3
5)粉塵初始排放量
=耗煤量t/h×煤灰份%×膛系數(shù)20%=500×0.2×0.2=20kg/h
6)粉塵初始排放濃度
=粉塵初始排放量×106/標態(tài)煙氣量= 20×106/6450=20000000/6450=3100mg/Nm3
需先計算出SO2初始排放量kg/h,然后按化學(xué)方程式計算。
1)以 NaOH 為例,按理論計算,1kg二氧化硫用0.625kg氫氧化鈉反應(yīng)。
2)由于Na2CO3需水解后才能產(chǎn)生NaOH,而NaOH可直接與SO2反應(yīng),堿性沒有NaOH高,不考慮使用Na2CO3,投加量比 NaOH 更多。
3)氫氧化鈉(碳酸鈉)和二氧化硫反應(yīng)生成物為亞硫酸鈉,且當PH值在 6~8 時,亞硫酸鈉又會與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉,而Ca(OH)2與亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉,Ca(OH)2再與亞硫酸鈉反應(yīng)生成 NaOH,完成再生。鈣硫比按1.03:1計算,1kg二氧化硫用1.156kg 氫氧化鈣反應(yīng)。而氫氧化鈣又可與亞硫酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉,按理論計算,可以不用添加氫氧化鈉,但實際中會有誤差,誤差按5%的氫氧化鈣添加,則1kg二氧化硫用0.0578kg 氫氧化鈉。
D=煙氣量/2820V
1)風(fēng)管V為流速:10~15m/s
2)水膜除塵器V為流速:4~5m/s
3)脫硫噴淋塔V為流速:3~3.5m/s
除塵效率=(除塵器捕集量/進入除塵粉塵量)×100%
=[(進入除塵粉塵量-除塵器出口排出的粉塵量)/進入除塵粉塵量]×100%
脫硫效率=[(進口濃度-出口濃度)/進口濃度]×100%