(1)脱硫效率
脱硫效率表示FGD系统能力的大小。脱硫效率是由许多因素决定的,诸如FGD系统运行的钙硫比、液气比、烟气的状态以及煤种的变化。但是SO2排放标准则往往要求烟气中SO2的浓度或总量在任何情况下均不超过规定的控制值。因此,应保证在锅炉的最差工况下,FGD系统运行的最低脱硫效率仍能满足排放标准的要求,同时尽量使FGD系统长期经济运行。
(2)吸收剂利用率
吸收剂利用率指用于脱除的吸收剂占加入FGD系统吸收剂总量的质量分数,即脱硫效率与Ca/S比。吸收剂的利用率与Ca/S比有密切关系,达到一定脱硫效率时所需要的Ca/S比越低,钙的利用率越高,所需吸收剂数量及产生脱硫产物的量也越少,可大大降低FGD系统的运行费用。
(3)浆液PH值
典型湿法FGD系统中浆液对SO2的吸收程度受气液两相SO2浓度差的控制。要是烟气中“毫克/升”级的SO2在较短的时间内和有限的脱硫设备内达到排放标准,必须提高SO2的溶解速率,这主要通过调整和控制浆液的PH值来实现。另外,浆液的PH值不仅对SO2的脱除效率有显著影响,而且对运行可靠性亦有显著影响。低PH值运行时,一方面SO2排放量显著提高,难以达到排放标准;另一方面,设备腐蚀也会显著加剧,不能保证设备运行安全。高PH值运行时,SO2含量会显著降低,但PH值太高会使脱硫设备内部固体颗粒堆积而结垢,使设备堵塞,无法正常运行,不能保证设备安全运行。
(4)浆液密度
石灰—石灰石湿法烟气脱硫技术中,由于吸收剂在水中的溶解度很小,它们在水中形成溶液的脱硫容量不能满足工程的要求,故采用含有固体颗粒的浆液来吸收SO2。常用的石灰石湿法脱硫装置中气液接触时间很短,因此石灰石浆液的初始吸收速率对脱硫装置的脱硫效率有很大影响,其吸收SO2容量亦反映出该吸收剂的脱硫能力。
(5)液气比
液气比是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量,它直接影响设备尺寸和操作费用。液气比决定酸性气体吸收所需要的吸收表面,在其他参数一定的情况下,提高液气比相当于增加了吸收塔的喷淋密度,使液气间的接触面积增大,脱硫效率也将增大。要提高吸收塔的脱硫效率,提高液气比是一个重要的技术手段。
(6)烟囱入口烟气温度
如果脱离后饱和湿烟气直接排放不仅对烟囱造成腐蚀,而且还引起环境污染。因此,脱硫后的湿烟气必须加热到规定温度。国内普遍采用英国的排烟温度规定,即脱硫后烟囱入口烟气温度不低于80℃。
根据资料列出本电厂风向频率表如表3所示。
表3电厂风向频率表
风向 |
北风 |
东北风 |
东风 |
东南风 |
南风 |
西南风 |
西风 |
西北风 |
静风 |
频率% |
20.0 |
9.6 |
8.3 |
8.0 |
6.0 |
7.2 |
13.1 |
14.7 |
13.1 |
从风向资料中可以看出,北风、西北风和西风频率较高,因此平面布置时应将办公住宿区安排在北方向,烟气污水处理区安排在南方向。
(1)烟气量计算
取100g煤为研究对象,煤的组成成分见表4。
表4燃煤成分分析表
成分 |
C |
H |
S |
O |
灰分 |
水分 |
合计 |
含量% |
70.7 |
3.2 |
2.7 |
2.3 |
12.1 |
9 |
100 |
含量mol |
5.892 |
3.2 |
0.084 |
0.288 |
0.5 |
生成物CO2、H2O、SO2的摩尔分数分别是5.892mol、2.1mol、0.084mol。
理论燃烧需氧量:
设锅炉燃烧的过剩空气系数a=1.06,取空气湿度为0.0116。则100g煤完全燃烧所需空气量:
即:
100g煤完全燃烧产生的烟气量:
即:
(2)SO2的流量计算
已知锅炉每小时用煤90t,则标况烟气流量:
SO2的摩尔百分含量:
则标况下烟气中SO2的流量为:
根据脱硫率为86%,得到出口SO2的流量为:
(3)石灰石消耗量
每天产生SO2的总量为40608m3,即1812857mol。设系统钙硫比为1.11,石灰石纯度为90%,则石灰石消耗为: