环评中的锅炉烟气与灰渍计算

环评中的锅炉烟气与灰渣计算

一 锅炉的表示方法

1. 锅炉容量的表示方法

用功率表示: 通常用MW 为0.7 1.4 2.8 7.0 等

用蒸发量(即产热量) 表示: 通常用t/h 为1.0 2.0 4.0 10.0等

两者表示方法之间的关系: 0.7MW 相当于1.0t/h

即MW 数除以0.7即为锅炉的吨位数

2. 锅炉型号的表示方法

蒸发量在20吨/时以下,工作压力在25公斤/厘米2(表压) 以下的蒸汽锅炉属工业锅炉范围。我国规定工业锅炉产品型号由三部分组成, 各部分之间用短横线隔开. 其列示方式如下:

第一部分 第二部分 第三部分

△△ △ ××――××/××× - △ ×

蒸发量燃料种类代号

设计次序

燃烧方式代号过热蒸汽温度

锅炉本体型式代号介质出口压力

如是快装锅炉,在型号的第一部分第一段用K(快) 代替锅筒数量代号,组成KZ (快、纵)、KH (快、横)和KL(快、立) 三个形式代号,对纵横锅筒式也用KZ (快、纵) 形式代号, 强制循环式用KQ (快 强) 形式代号.

二、锅炉耗煤量计算:

D (i ' ' -i ' ) B = Q L ⋅η

式中: B ――锅炉耗煤量,kg/h;

D---蒸汽量,

i"――蒸汽热焓值,kJ/kg;

i′——给水热焓值,kJ/kg;

QL ――煤的低位发热值,kJ/kg;

η――锅炉热效率

水的比热为1kcal/kg℃ 相当于4.186kJ/ kg℃

水的汽化热(100度) 539kcal/kg 相当于2256.3KJ/kg

这样, 可由给水温度, 计算出给水热焓值i ′来, 通常, 锅炉蒸汽为饱和蒸汽, 其热焓值i" 按蒸汽压力和温度由下表选取.

关于锅炉热效率:

由于锅炉烟气和灰渣均有相当高的温度, 携带热量外排, 加上炉体放热等, 热损失较大. 一般锅炉的热效率维持在0.8左右, 一般小型炉0.75~0.8,大型炉0.8~0.85, 热效率很少超过0.9的。

三、烟尘,除尘灰和炉渣排放量计算

参看燃烧计算示意图

煤燃烧计算示意图

1. 烟尘排放量:

G 尘=B ⋅A ⋅d fh (1-η) 1-C fh

式中:G 尘——烟尘排放量, kg/h;

A ——煤的灰份;

d fh ——飞灰(烟尘)中的灰占燃煤总灰份量的比例;见下表

C fh ——飞灰中可燃物的含量比例

η——烟气除尘效率

(2)除尘灰排放量(即捕集量):G 灰

G 灰=B ⋅A ⋅d fh ⋅η 1-C fh

(3)炉渣排放量:G 渣

B •A •d LZ G 1-C LZ

公式中 d LZ ——炉渣中的渣占燃煤灰分的比例

C LZ ——炉渣中可燃物的含量比例

烟尘中可燃物的含量比例C fh 0.04—0.08,沸腾炉0.15—0.25。

(4)SO 2排放量计算

煤炭中的全硫分包括有机硫,硫铁矿和硫酸盐含硫,前二部分为可燃性硫,燃烧后生成SO 2, 第三部分为不可燃硫,最终进入灰份,通常情况下,可燃性硫占全硫份的70—90%,平均取80%,这样SO 2排放量Gso 2为:

Gso 2=1.6BS(1-η)

式中:S ——煤中全硫份含量

η——脱硫率

四、烟气量计算

1、按煤质化学成分的理论计算

即按物料衡算方法进行计算

例:已知煤质中的C 、 S 、 H 、 N 、 O 2和H 2O 的成分,求燃烧后的烟气量及其污染物成分,煤燃烧时空气过剩系数为α 首先划出物料衡算示意图如下

计算按每千克煤为单位

参见计算过程示意图

计算过程示意图

计算过程共分四步

(1) 理论空气量V O 的计算(标m 3/kg煤)

计算思路:分别计算C 、 S 、H 燃烧时需O 2量,再计标理论燃烧需O 2量和折算成空 气体积。

C 燃烧需要氧的倍数为32/12=2.667

S 燃烧需要氧的倍数为32/32=1

H 燃烧需要氧的倍数为 32/(4*1.008)=7.94

这样,燃料燃烧所需要氧气量为:

2.667C/100 +7.94H/100 +S/100 kg/kg煤

O 2 Kg 氧,所以1Kg 燃料完全燃烧的理论空气量Vo 为:

100 C S O 2H 2. 667+7. 94+-Vo= 标m 3/kg煤 1. 429⨯21%

式中:1.429为氧气密度 即 32Kg/22.4Nm3 =1.429Kg/标m 3

(2) 空气中一般水蒸汽含量为1.6%,空气过剩系数为α,则空气带入的水份为0.016αVo

(3)烟气量计算

1Kg C燃烧生成CO 2体积为: 1kg ⨯22. 4Nm 3=1. 866标m 3 12kg

1kg ⨯22. 4Nm 3=0. 7标m 3 32kg 1 Kg S燃烧生成SO 2体积为:

1kg ⨯22.4N m3=11.11标m 3 2⨯1. 008

1kg 1kgN 变为N 2气的体积为: ⨯22.4 N m3=0.8标m 3 2⨯14

1kg 1kgH 2O 水蒸气体积为 : ⨯22.4 N m3=1.24标m 3 18

各类燃烧产物的体积计算式为:

C S V co2=1.866; v so2=0.7; 100100

V N2=0.8N/100 +0.79αV O

H O H V H2O =1.242+11.11+0.016αV O ; 100100

V o2=0.21(α-1)V O;

烟气V Y =VCO2+VSO2+ VN2+VH2O +VO2 (Nm3)

(4)浓度计算

烟气中污染物的体积浓度(以K 表示); 1kgH 燃烧生成H 2O 体积为:

K SO2=V SO 2

V y

V CO 2

V y ⨯100% K CO2=⨯100%

K O2=V O 2

V y ⨯100%

即 0. 21(α-1) V 0⨯100% Vy

以下类推

(5)举例:

已知煤质中质量组份为C :65%,S :1%,H :0.6%,N :2%,O 2 :3%,H 2O :5%。 求燃烧后的烟气量及其污染物浓度, 燃烧时空气过剩系数为1.6 解:①先求理论空气量V O 2.667⨯6.5/100+7.94⨯0.6/100+1/100-3/100 V O =5.87m3/kg 煤

1.429⨯0.21

②计算烟气量V y

V co2=1.866⨯=1.21标 m 3/kg V SO2=0.7⨯=0.007标m 3/kg V N2=0.8⨯+0.79⨯1.6⨯5.87=7.44 标m 3/kg

+11.11⨯0. V H2O =1.24⨯+0.016⨯1.6⨯5.87=0.28标m 3/kg

V o2=0.21(1.6-1) ⨯5.87=0.74标 m 3/kg

所以:烟气量V y=1.21+0.007+7.44+0.28+0.74=9.68标m 3/kg 煤 ③计算污染物体积浓度

K CO2=1.21/9.68⨯100%=12.5%

K SO2=0.007/9.68⨯100%=0.07%

依此类推得: K O2=7.64% K N2=76.86%

K H2O =2.89%

④由体积百分浓度换算为质量百分浓度 以SO 2为例:体积百分浓度为0.07% SO 2 密度:64/22.4=2.857kg/标m 3

63

SO 2 质量百分浓度为:0.07%⨯2.857⨯10=2000mg/标m 2 烟气量的经验计算公式

(1)计算理论空气量V 0,按下列计算式 ①对于挥发份>15%的煤烟

Q

V 0=1. 05L +0. 278

4182

②对于挥发份

Q

V 0=L +0. 606

4140

③对于劣质煤Q C

Q

V 0=L +0. 455

4140

④对于液体燃料

Q

V 0=0. 85L +2

4182

⑤对于气体燃料 当Q L 〈10455KJ /标m 3

Q V 0=0. 87L

4182

当Q L 〉14637KJ /标m 3

Q L

-0. 25 4182

式中Q L ——燃料应用基的低位发热值,KJ/kg或kg/标m 3

V O ——燃料燃烧时的理论空气量,标m 3/kg或标m 3/标m 3

V 0=1. 09

(2) 计算烟气量 V y

①对于无烟煤、烟煤及贫煤 V L

y =1. 04

Q 4182

+0. 77+1. 0161(α -1) V 0 ②对于Q L

y =1. 04

4182

+0. 54+1. 0161(α -1) V 0 ③对于液体燃料 V Y =1. 11

Q L

4182

+1. 0161(α-1) V 0 ④对于气体燃料

当Q L 〈10455KJ/标m 3时 V Y =0. 725

Q L

4182

+1. 0+1. 0161(α-1) V 0 当Q L >14637 KJ/标m 3时 V Y =1. 14

Q L

4182

-0. 25+1. 016(α1 -1) V 0

式中:V y -烟气量, 标m 3/kg或标m 3/标m 3

α——过剩空气系数α=αo +⊿α αo —炉膛过剩空气系数

⊿α—烟气流程上各段漏风系数

可参见下表选择:

注:沸腾炉沸腾层为过剩空气系数一般取1.15~1.20,炉子出口处αo 需另加悬浮段漏风系数⊿α=0.1。 对于其他炉窑,α可取1.3~1.7,对于机械式燃烧,α值取小一些,对于手燃烧炉,α可取大一些。

(3)烟气总量计算V V=BVy

式中:V ——烟气总量,标m 3/h或标m 3/a

需要指出的是烟气总量V 确定后,就应按此选择风机风量。不可在选风机风量时再考虑富裕风量。因为任意加大富裕量都会导致

空气过剩系数的加大, 从而稀释了烟气中污染物浓度。 (4)排放浓度的计算

①烟尘浓度:C 尘

C 尘=

' G 尘⨯106

V

式中: C 尘——烟尘浓度,mg/标m 3

G 尘——烟尘量,kg/h V ——烟气总量,标m 3/ h ②SO 2浓度 C SO 2=

G SO 2⨯106

V

式中:

3

C SO 2——SO 2浓度,m g /3m mg/标标m ;

G SO 2——SO 2排放量,kg /h 。

(5)举例:

有一14MW 链条炉排锅炉,使用烟煤作燃料,煤的低位热值20930KJ/kg,挥发份20%,灰份20%,含S 量0.8%,求烟气量和SO 2烟尘排放浓度和排放量 ,该锅炉采用湿式脱硫除尘器,烟尘净化效率96%,脱硫率60%。

解 :14MW 锅炉的产汽量为14/0.7=20t/h ①煤耗量计算

20⨯1000⨯646⨯4. 186

=3313kg /h B =

20930⨯0. 78

式中:646为蒸汽热焓 k 卡/kg 0.78为锅炉热效率

②理论空气计算

20930

+0. 278=5. 53标m 3/kg V 0=1. 05

4182

③烟气量计算

20930

+0. 77+1. 0161(1. 6-1) ⨯5. 53=9. 35标m 3/kg V y =1. 04

4182

式中过剩空气系数α选1.6 ④烟气总量

V=3313×9.35=30977标m 3/h ⑤SO 2排放量及排放浓度

排放量:G SO2=1.6×3313×0.008×(1-0.6)=16.96kg/h

63

排放浓度:C SO2=16.96×10/30977=547.6mg/标m

⑥烟尘排放量及排放浓度

选取飞灰中的灰占燃煤灰份量的比例 d fh =0.12 选取飞灰中可燃物的含量比例 C fh =0.1 除尘效率η=0.96 灰份 A=0.2

. 3⨯0. 2⨯0. 12(1-0. 96)=3. 53k g /h 则 烟尘排放量 G 尘=

1-0. 1

6

3. 53⨯10G =114m g 标/m 3 烟尘排放浓度C 尘 尘=⑦除尘灰及炉渣排放量

3313⨯0. 2⨯0. 12⨯0. 96

=84. 41k g / h 除尘灰: G 灰=

1-0. 1

选取炉渣中的渣占燃煤灰份的比例 d LZ =0.88 选取炉渣中可燃物的含量比例 C LZ =0.1

3313⨯0. 2⨯0. 88

=647. 9k g /h

1-0. 1

(8)烟气中含O 2量 烟气中O 2的体积

V O2=0.21(α-1)V O =0.21(1.6-1)×5.53=0.70标m 3/kg煤 O 2的体积百分含量 0.7/9.35×100%=7.5%

锅炉排放标准中所考核的排放浓度必须经过过剩空气系数的折算,所以用上述含O 2量可作为制定过剩空气系数的依据。 本例中,当α=1.8时,废气中O 2含量为9.94% 当α=2.0时,废气中O 2含量为12.42%

五、脱硫投加碱性物质及脱硫渣的计算 1. 投加CaO 物质计算 反应式:SO 2+H2O=H2SO 3

CaO+H2O=Ca(OH )2

合并:H 2SO 3+Ca(OH )23 +2H2O 上式中,Ca/S=40/32=1.25

1.25为理论钙硫比。实际钙硫比将大于此数,一般在1.3~1.6 以钙的过量,使脱硫效果得到保证。 同理:CaO/S=1.75 理论值 实际:CaO/S在1.9~2.3之间 2. 投加NaOH 物质计算

反应式:2NaOH+H2SO 3=Na2SO 3+4H2O 上式中:2Na/S=2×23/32=1.4375(理论值) 或者:2 NaOH/S=80/32=2.5(理论值) 实际中2Na/S 可取1.55~1.7

2 NaOH/S 可取2.65~2.85

则炉渣量 G 渣=

3. 脱硫渣的计算 CaSO 3形成硫渣

CaSO 3/S=120/32=3.75

由于CaO 的过量加入,多余的CaO 因Ca (OH )2溶液的饱和而被析出形成沉渣。所以沉淀的渣量既有CaSO 3又有CaO 两者混在一起难以分离,而常常由于CaO 的加入量过多,使渣量变大,脱硫控制过程较好时,硫渣与S 的比例大约在4.0左右。

CaSO 3虽然是沉淀物,但其不稳定,有时会发生分解反应,重新生成SO 2,所以一个完整的脱硫工艺,应当包括CaSO 3氧化生成稳定的CaSO 4工序,通常电站等大型锅炉都增设该工序,而一般采暖和供热锅炉则以生成CaSO 3沉渣为主。

六 脱硫装置及其技术要求

1. 当前环保部公布执行的锅炉烟气脱硫标准

《湿式烟气脱硫除尘装置》 HJ/T 288—2006

《花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置》 HJ/T 319—2006

《工业锅炉及炉窑湿式烟气脱硫工程技术规范》 HJ462—2009 《火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法》 HJ2001—2010

2.国家环保总局推举的最佳实用脱硫技术(表-1)(仅供参考,如与标准矛盾时应执行标准) 3.中国环境保护产业协会推荐的脱硫技术(表-2)(内容同上) 4.辽宁省环境保护实用脱硫技术产品(表-3) (内容同上) 5.国家对脱硫除尘装置的技术要求(表-4)

4国家对脱硫除尘装置的技术要求

为提高脱硫除尘器的的质量水平,保证设备使用的可靠性,最近国家环境保护总局先后发布了《湿式脱硫除尘装置》和《花岗石湿式脱硫除尘装置》两个技术要求,并分别就利用锅炉自身的碱性物质作为脱硫剂(Ⅰ类) 和添加脱硫剂(Ⅱ类) 的产品加工、技术指标等做了规定,见表-4。

这个规定既可以作为选择脱硫除尘装置的参考,又可以作为设备验收监测结果的评价依据。

环评中的锅炉烟气与灰渣计算

一 锅炉的表示方法

1. 锅炉容量的表示方法

用功率表示: 通常用MW 为0.7 1.4 2.8 7.0 等

用蒸发量(即产热量) 表示: 通常用t/h 为1.0 2.0 4.0 10.0等

两者表示方法之间的关系: 0.7MW 相当于1.0t/h

即MW 数除以0.7即为锅炉的吨位数

2. 锅炉型号的表示方法

蒸发量在20吨/时以下,工作压力在25公斤/厘米2(表压) 以下的蒸汽锅炉属工业锅炉范围。我国规定工业锅炉产品型号由三部分组成, 各部分之间用短横线隔开. 其列示方式如下:

第一部分 第二部分 第三部分

△△ △ ××――××/××× - △ ×

蒸发量燃料种类代号

设计次序

燃烧方式代号过热蒸汽温度

锅炉本体型式代号介质出口压力

如是快装锅炉,在型号的第一部分第一段用K(快) 代替锅筒数量代号,组成KZ (快、纵)、KH (快、横)和KL(快、立) 三个形式代号,对纵横锅筒式也用KZ (快、纵) 形式代号, 强制循环式用KQ (快 强) 形式代号.

二、锅炉耗煤量计算:

D (i ' ' -i ' ) B = Q L ⋅η

式中: B ――锅炉耗煤量,kg/h;

D---蒸汽量,

i"――蒸汽热焓值,kJ/kg;

i′——给水热焓值,kJ/kg;

QL ――煤的低位发热值,kJ/kg;

η――锅炉热效率

水的比热为1kcal/kg℃ 相当于4.186kJ/ kg℃

水的汽化热(100度) 539kcal/kg 相当于2256.3KJ/kg

这样, 可由给水温度, 计算出给水热焓值i ′来, 通常, 锅炉蒸汽为饱和蒸汽, 其热焓值i" 按蒸汽压力和温度由下表选取.

关于锅炉热效率:

由于锅炉烟气和灰渣均有相当高的温度, 携带热量外排, 加上炉体放热等, 热损失较大. 一般锅炉的热效率维持在0.8左右, 一般小型炉0.75~0.8,大型炉0.8~0.85, 热效率很少超过0.9的。

三、烟尘,除尘灰和炉渣排放量计算

参看燃烧计算示意图

煤燃烧计算示意图

1. 烟尘排放量:

G 尘=B ⋅A ⋅d fh (1-η) 1-C fh

式中:G 尘——烟尘排放量, kg/h;

A ——煤的灰份;

d fh ——飞灰(烟尘)中的灰占燃煤总灰份量的比例;见下表

C fh ——飞灰中可燃物的含量比例

η——烟气除尘效率

(2)除尘灰排放量(即捕集量):G 灰

G 灰=B ⋅A ⋅d fh ⋅η 1-C fh

(3)炉渣排放量:G 渣

B •A •d LZ G 1-C LZ

公式中 d LZ ——炉渣中的渣占燃煤灰分的比例

C LZ ——炉渣中可燃物的含量比例

烟尘中可燃物的含量比例C fh 0.04—0.08,沸腾炉0.15—0.25。

(4)SO 2排放量计算

煤炭中的全硫分包括有机硫,硫铁矿和硫酸盐含硫,前二部分为可燃性硫,燃烧后生成SO 2, 第三部分为不可燃硫,最终进入灰份,通常情况下,可燃性硫占全硫份的70—90%,平均取80%,这样SO 2排放量Gso 2为:

Gso 2=1.6BS(1-η)

式中:S ——煤中全硫份含量

η——脱硫率

四、烟气量计算

1、按煤质化学成分的理论计算

即按物料衡算方法进行计算

例:已知煤质中的C 、 S 、 H 、 N 、 O 2和H 2O 的成分,求燃烧后的烟气量及其污染物成分,煤燃烧时空气过剩系数为α 首先划出物料衡算示意图如下

计算按每千克煤为单位

参见计算过程示意图

计算过程示意图

计算过程共分四步

(1) 理论空气量V O 的计算(标m 3/kg煤)

计算思路:分别计算C 、 S 、H 燃烧时需O 2量,再计标理论燃烧需O 2量和折算成空 气体积。

C 燃烧需要氧的倍数为32/12=2.667

S 燃烧需要氧的倍数为32/32=1

H 燃烧需要氧的倍数为 32/(4*1.008)=7.94

这样,燃料燃烧所需要氧气量为:

2.667C/100 +7.94H/100 +S/100 kg/kg煤

O 2 Kg 氧,所以1Kg 燃料完全燃烧的理论空气量Vo 为:

100 C S O 2H 2. 667+7. 94+-Vo= 标m 3/kg煤 1. 429⨯21%

式中:1.429为氧气密度 即 32Kg/22.4Nm3 =1.429Kg/标m 3

(2) 空气中一般水蒸汽含量为1.6%,空气过剩系数为α,则空气带入的水份为0.016αVo

(3)烟气量计算

1Kg C燃烧生成CO 2体积为: 1kg ⨯22. 4Nm 3=1. 866标m 3 12kg

1kg ⨯22. 4Nm 3=0. 7标m 3 32kg 1 Kg S燃烧生成SO 2体积为:

1kg ⨯22.4N m3=11.11标m 3 2⨯1. 008

1kg 1kgN 变为N 2气的体积为: ⨯22.4 N m3=0.8标m 3 2⨯14

1kg 1kgH 2O 水蒸气体积为 : ⨯22.4 N m3=1.24标m 3 18

各类燃烧产物的体积计算式为:

C S V co2=1.866; v so2=0.7; 100100

V N2=0.8N/100 +0.79αV O

H O H V H2O =1.242+11.11+0.016αV O ; 100100

V o2=0.21(α-1)V O;

烟气V Y =VCO2+VSO2+ VN2+VH2O +VO2 (Nm3)

(4)浓度计算

烟气中污染物的体积浓度(以K 表示); 1kgH 燃烧生成H 2O 体积为:

K SO2=V SO 2

V y

V CO 2

V y ⨯100% K CO2=⨯100%

K O2=V O 2

V y ⨯100%

即 0. 21(α-1) V 0⨯100% Vy

以下类推

(5)举例:

已知煤质中质量组份为C :65%,S :1%,H :0.6%,N :2%,O 2 :3%,H 2O :5%。 求燃烧后的烟气量及其污染物浓度, 燃烧时空气过剩系数为1.6 解:①先求理论空气量V O 2.667⨯6.5/100+7.94⨯0.6/100+1/100-3/100 V O =5.87m3/kg 煤

1.429⨯0.21

②计算烟气量V y

V co2=1.866⨯=1.21标 m 3/kg V SO2=0.7⨯=0.007标m 3/kg V N2=0.8⨯+0.79⨯1.6⨯5.87=7.44 标m 3/kg

+11.11⨯0. V H2O =1.24⨯+0.016⨯1.6⨯5.87=0.28标m 3/kg

V o2=0.21(1.6-1) ⨯5.87=0.74标 m 3/kg

所以:烟气量V y=1.21+0.007+7.44+0.28+0.74=9.68标m 3/kg 煤 ③计算污染物体积浓度

K CO2=1.21/9.68⨯100%=12.5%

K SO2=0.007/9.68⨯100%=0.07%

依此类推得: K O2=7.64% K N2=76.86%

K H2O =2.89%

④由体积百分浓度换算为质量百分浓度 以SO 2为例:体积百分浓度为0.07% SO 2 密度:64/22.4=2.857kg/标m 3

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SO 2 质量百分浓度为:0.07%⨯2.857⨯10=2000mg/标m 2 烟气量的经验计算公式

(1)计算理论空气量V 0,按下列计算式 ①对于挥发份>15%的煤烟

Q

V 0=1. 05L +0. 278

4182

②对于挥发份

Q

V 0=L +0. 606

4140

③对于劣质煤Q C

Q

V 0=L +0. 455

4140

④对于液体燃料

Q

V 0=0. 85L +2

4182

⑤对于气体燃料 当Q L 〈10455KJ /标m 3

Q V 0=0. 87L

4182

当Q L 〉14637KJ /标m 3

Q L

-0. 25 4182

式中Q L ——燃料应用基的低位发热值,KJ/kg或kg/标m 3

V O ——燃料燃烧时的理论空气量,标m 3/kg或标m 3/标m 3

V 0=1. 09

(2) 计算烟气量 V y

①对于无烟煤、烟煤及贫煤 V L

y =1. 04

Q 4182

+0. 77+1. 0161(α -1) V 0 ②对于Q L

y =1. 04

4182

+0. 54+1. 0161(α -1) V 0 ③对于液体燃料 V Y =1. 11

Q L

4182

+1. 0161(α-1) V 0 ④对于气体燃料

当Q L 〈10455KJ/标m 3时 V Y =0. 725

Q L

4182

+1. 0+1. 0161(α-1) V 0 当Q L >14637 KJ/标m 3时 V Y =1. 14

Q L

4182

-0. 25+1. 016(α1 -1) V 0

式中:V y -烟气量, 标m 3/kg或标m 3/标m 3

α——过剩空气系数α=αo +⊿α αo —炉膛过剩空气系数

⊿α—烟气流程上各段漏风系数

可参见下表选择:

注:沸腾炉沸腾层为过剩空气系数一般取1.15~1.20,炉子出口处αo 需另加悬浮段漏风系数⊿α=0.1。 对于其他炉窑,α可取1.3~1.7,对于机械式燃烧,α值取小一些,对于手燃烧炉,α可取大一些。

(3)烟气总量计算V V=BVy

式中:V ——烟气总量,标m 3/h或标m 3/a

需要指出的是烟气总量V 确定后,就应按此选择风机风量。不可在选风机风量时再考虑富裕风量。因为任意加大富裕量都会导致

空气过剩系数的加大, 从而稀释了烟气中污染物浓度。 (4)排放浓度的计算

①烟尘浓度:C 尘

C 尘=

' G 尘⨯106

V

式中: C 尘——烟尘浓度,mg/标m 3

G 尘——烟尘量,kg/h V ——烟气总量,标m 3/ h ②SO 2浓度 C SO 2=

G SO 2⨯106

V

式中:

3

C SO 2——SO 2浓度,m g /3m mg/标标m ;

G SO 2——SO 2排放量,kg /h 。

(5)举例:

有一14MW 链条炉排锅炉,使用烟煤作燃料,煤的低位热值20930KJ/kg,挥发份20%,灰份20%,含S 量0.8%,求烟气量和SO 2烟尘排放浓度和排放量 ,该锅炉采用湿式脱硫除尘器,烟尘净化效率96%,脱硫率60%。

解 :14MW 锅炉的产汽量为14/0.7=20t/h ①煤耗量计算

20⨯1000⨯646⨯4. 186

=3313kg /h B =

20930⨯0. 78

式中:646为蒸汽热焓 k 卡/kg 0.78为锅炉热效率

②理论空气计算

20930

+0. 278=5. 53标m 3/kg V 0=1. 05

4182

③烟气量计算

20930

+0. 77+1. 0161(1. 6-1) ⨯5. 53=9. 35标m 3/kg V y =1. 04

4182

式中过剩空气系数α选1.6 ④烟气总量

V=3313×9.35=30977标m 3/h ⑤SO 2排放量及排放浓度

排放量:G SO2=1.6×3313×0.008×(1-0.6)=16.96kg/h

63

排放浓度:C SO2=16.96×10/30977=547.6mg/标m

⑥烟尘排放量及排放浓度

选取飞灰中的灰占燃煤灰份量的比例 d fh =0.12 选取飞灰中可燃物的含量比例 C fh =0.1 除尘效率η=0.96 灰份 A=0.2

. 3⨯0. 2⨯0. 12(1-0. 96)=3. 53k g /h 则 烟尘排放量 G 尘=

1-0. 1

6

3. 53⨯10G =114m g 标/m 3 烟尘排放浓度C 尘 尘=⑦除尘灰及炉渣排放量

3313⨯0. 2⨯0. 12⨯0. 96

=84. 41k g / h 除尘灰: G 灰=

1-0. 1

选取炉渣中的渣占燃煤灰份的比例 d LZ =0.88 选取炉渣中可燃物的含量比例 C LZ =0.1

3313⨯0. 2⨯0. 88

=647. 9k g /h

1-0. 1

(8)烟气中含O 2量 烟气中O 2的体积

V O2=0.21(α-1)V O =0.21(1.6-1)×5.53=0.70标m 3/kg煤 O 2的体积百分含量 0.7/9.35×100%=7.5%

锅炉排放标准中所考核的排放浓度必须经过过剩空气系数的折算,所以用上述含O 2量可作为制定过剩空气系数的依据。 本例中,当α=1.8时,废气中O 2含量为9.94% 当α=2.0时,废气中O 2含量为12.42%

五、脱硫投加碱性物质及脱硫渣的计算 1. 投加CaO 物质计算 反应式:SO 2+H2O=H2SO 3

CaO+H2O=Ca(OH )2

合并:H 2SO 3+Ca(OH )23 +2H2O 上式中,Ca/S=40/32=1.25

1.25为理论钙硫比。实际钙硫比将大于此数,一般在1.3~1.6 以钙的过量,使脱硫效果得到保证。 同理:CaO/S=1.75 理论值 实际:CaO/S在1.9~2.3之间 2. 投加NaOH 物质计算

反应式:2NaOH+H2SO 3=Na2SO 3+4H2O 上式中:2Na/S=2×23/32=1.4375(理论值) 或者:2 NaOH/S=80/32=2.5(理论值) 实际中2Na/S 可取1.55~1.7

2 NaOH/S 可取2.65~2.85

则炉渣量 G 渣=

3. 脱硫渣的计算 CaSO 3形成硫渣

CaSO 3/S=120/32=3.75

由于CaO 的过量加入,多余的CaO 因Ca (OH )2溶液的饱和而被析出形成沉渣。所以沉淀的渣量既有CaSO 3又有CaO 两者混在一起难以分离,而常常由于CaO 的加入量过多,使渣量变大,脱硫控制过程较好时,硫渣与S 的比例大约在4.0左右。

CaSO 3虽然是沉淀物,但其不稳定,有时会发生分解反应,重新生成SO 2,所以一个完整的脱硫工艺,应当包括CaSO 3氧化生成稳定的CaSO 4工序,通常电站等大型锅炉都增设该工序,而一般采暖和供热锅炉则以生成CaSO 3沉渣为主。

六 脱硫装置及其技术要求

1. 当前环保部公布执行的锅炉烟气脱硫标准

《湿式烟气脱硫除尘装置》 HJ/T 288—2006

《花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置》 HJ/T 319—2006

《工业锅炉及炉窑湿式烟气脱硫工程技术规范》 HJ462—2009 《火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法》 HJ2001—2010

2.国家环保总局推举的最佳实用脱硫技术(表-1)(仅供参考,如与标准矛盾时应执行标准) 3.中国环境保护产业协会推荐的脱硫技术(表-2)(内容同上) 4.辽宁省环境保护实用脱硫技术产品(表-3) (内容同上) 5.国家对脱硫除尘装置的技术要求(表-4)

4国家对脱硫除尘装置的技术要求

为提高脱硫除尘器的的质量水平,保证设备使用的可靠性,最近国家环境保护总局先后发布了《湿式脱硫除尘装置》和《花岗石湿式脱硫除尘装置》两个技术要求,并分别就利用锅炉自身的碱性物质作为脱硫剂(Ⅰ类) 和添加脱硫剂(Ⅱ类) 的产品加工、技术指标等做了规定,见表-4。

这个规定既可以作为选择脱硫除尘装置的参考,又可以作为设备验收监测结果的评价依据。


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