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石灰石
石灰石-石膏湿法烟气脱硫每小时消耗石灰石量的计算方法
石粉理论用量＝SO2产生量×100/64×Ca/S×脱硫效率/石粉实际含量
石膏理论产量＝石粉理论用量×172/100/90％（石膏含水率为10％）
石灰石粉用量=二氧化硫减排量×1.8
脱硫石灰石消耗量计算公式在石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，化学反应方程式为：
2CaCO3+2SO2+O2+4H2O<==>2CaSO4•2H2O+2CO2
1mol的SO2脱除需1mol的CaCO3，同时产生1mol的CaSO4•2H2O（石膏）。
其中SO2的分子量为64，CaCO3的分子量为100，CaSO4•2H2O（石膏）的分子量为172SO2的脱除量可以按以下原则进行简单的计算。
根据国家环保总局《主要污染物总量减排统计办法》第六条规定：
污染物排放量可采用监测数据法、物料衡算法、排放系数法进行统计。
针对煤粉炉而言，煤中硫分转换为二氧化硫的系数为0.8。
测算公式如下：
燃料燃烧二氧化硫的脱除量=燃料煤消费量×煤含硫率×0.8×2×脱硫率
当已知燃煤耗量、煤质中的硫含量、脱硫率，则可对通过石灰石耗量、石灰石中CaCO3的含量、石膏产量来判断脱硫系统是否正常运行。
例：
某电厂提供的燃煤数据为500t/h，煤质中含硫率为：
1%，脱硫率：
95%，根据测算公式可知，SO2脱除量=500×1%×0.8×2×95%=7.6t/h；纯石灰石耗量为：
7.6÷64×100=11.875t/h，考虑石灰石纯度为92%，Ca/S比为1.03,则石灰石耗量为：
11.875×1.03÷92%=13.59t/h；折算到浆液时为每小时消耗38.5m3/h（30%浆液浓度）;
石膏产量为：
7.6÷64×172=20.425t/h.
湿法脱硫系统物料平衡
一、计算基础数据
（1）待处理烟气
烟气量：
1234496Nm3/h（wet）、1176998Nm3/h（dry）
烟气温度：
114℃
烟气中SO2浓度：
3600mg/Nm3
烟气组成：
组分
分子量
VOL%
Mg/Nm3
SO2
64.06
0.113
3600（6%O2）
O2
32
7.56（dry）
H2O
18.02
4.66
CO2
44.01
12.28（dry）
N2
28.02
80.01（dry）
飞灰
200
石灰石浓度：
96.05%
二、平衡计算
（1）原烟气组成计算
组分
Vol%（wet）
mg/Nm3
kg/h
Kmol/h
SO2
0.108
3226
（7.56%O2）
3797
59.33
O2
7.208
127116
3972.38
H2O
4.66
46214
2564.59
CO2
11.708
283909
6452.48
N2
76.283
1177145
42042.89
飞灰
200（dry）
235
合计
1638416
55091.67
平均分子量
（0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×28.02）/100=29.74
平均密度
1.327kg/m3
（2）烟气量计算质量流量和体积流量的关系：
质量流量（kg/h）=体积流量（Nm3/h）×密度（kg/m3）
1、①→②（增压风机出口→GGH出口）：
取GGH的泄漏率为0.5%，则GGH出口总烟气量为1234496Nm3/h×（1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。
温度为70℃。
组分
Vol%（wet）
mg/Nm3
kg/h
Kmol/h
SO2
0.108
3226
（7.56%O2）
3778
59.03
O2
7.208
126480
3952.52
H2O
4.66
45983
2551.78
CO2
11.708
282489
6420.22
N2
76.283
1171259
41832.68
飞灰
200
234
合计
1630224
54816.21
2、⑥→⑦（氧化空气）：
假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×（1-95.7%）=163kg/h，二氧化硫脱除量=（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。
取O/S=4
需空气量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86（空气分子量）=15499.60kg/h，约12000Nm3/h。
其中氧气量为537.14kmol/h×0.21=112.80kmol/h×32=3609.58kg/h
氮气量为537.14kmol/h×0.79=424.34kmol/h×28.02=11890.02kg/h。
氧化空气进口温度为20℃，进塔温度为80℃。
3、②→③（GGH出口→脱硫塔出口）：
烟气蒸发水量计算：
1）假设烟气进塔温度为70℃，在塔内得到充分换热，出口温度为40℃。
由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃，Cp（40℃）=0.2520kcal/kg.℃。
Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528kcal/kg.℃
氧化空气进口温度为80℃，其比热约为0.2452kcal/kg.℃，Cp（40℃）=0.2430kcal/kg.℃。
Cp空气=（0.2452+0.2430）/2=0.2441kcal/kg.℃
Cp水（20~40℃）=1.0kcal/kg.℃
r水（20）=586kcal/kg
r水（40）=575kcal/kg
烟气蒸发水量=[0.2528×（70-40）×1630224+0.2441×15491.12×（80-40）]/[1.0×（40-20）+（586+575）/2]=20841kg/h=1156.55kmol/h
水蒸汽含量=（2551.78+1156.55）/（54816.21+1156.55）=6.63%
40℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00737MPa。
烟气总压102000Pa。
40℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00737/0.102=7.23%
根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和小于40℃烟气饱和水蒸汽含量。
因此，实际出口温度小于40℃。
2）假设出口温度为35℃
烟气蒸发水量=[0.2528×（70-35）×1630224+0.2441×15491.12×（80-35）]/[1.0×（40-20）+（586+575）/2]=24296.6kg/h=1348.31kmol/h
水蒸汽含量=（2551.78+1348.31）/（54816.21+1348.31）=6.94%
35℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00562MPa。
35℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00562/0.102=5.51%
根据以上计算，假设温度下烟气蒸发水量及原烟气含水量之和大于35℃烟气饱和水蒸汽含量。
因此，实际出口温度大于35℃，取38.5℃，则烟气蒸发水量为1213.82kmol/h×18.02=21873kg/h，其水蒸汽含量=（2551.78+1213.82）/（54816.21+1213.82）=6.72%
38.5℃水蒸汽饱和蒸汽压=0.00684MPa。
38.5℃烟气饱和水蒸汽含量=0.00684/0.102=6.71%
根据上述计算结果可知，脱硫塔出口温度为38.5℃。
3）反应产生的二氧化碳量
GCO2=44.01×56.43kmol/h=2483.48kg/h
4）烟气中夹带水量
按烟气总质量的0.005计，夹带量=1630224kg/h×0.005=8151.12kg/h
5）脱硫塔出口烟气组分
组分
Vol%（wet）
kg/h
Kmol/h
SO2
0.004
163
2.54
O2
7.088
126480+3609.58x3/4=129187
4037.10
H2O
7.405
45983+21873+8151.12=76007
4217.93
CO2
11.638
282489+2483.48=284972
6475.18
N2
74.134
1171259+11890.02=1183149
42225.16
飞灰
234x（1-75%）=58.5
合计
1673374
56957.91
总烟气量
1275857Nm3/h
4、③→④（脱硫塔出口→GGH出口）：
在此过程中新增了原烟气泄漏的0.5%烟气。
组分
Vol%（wet）
kg/h
Kmol/h
SO2
0.005
163+3979x0.5%=182
2.84
O2
7.088
129187+127116x0.5%=129823
4056.96
H2O
7.392
76007+46214x0.5%=76238
4230.75
CO2
11.370
284972+283909x0.5%=286392
6507.42
N2
74.144
1183149+1177145x0.5%=1189035
42435.22
飞灰
58.5+235x0.5%=59.7
合计
1681730
57233.19
总烟气量
1282023Nm3/h
5、④→⑤（GGH出口→烟囱进口）：
这一过程烟气量及性质基本不变。
（3）脱硫液及石膏的平衡
CaSO4.2H2O分子量为：
172.17
CaSO3.1/2H2O分子量为：
129.15
CaCO3分子量为：
100.09
1、脱硫剂的需求量
1）烟气中SO2脱除量=56.43kmol/h
2）需纯的石灰石量=56.43kmol/h
3）考虑到溶液循环过程中的损失，需加入的石灰石量为=（1+2%）×56.43kmol/h=57.56kmol/h
4）需96.05%的石灰石=57.56×100.09/0.9605=5997.96kg/h
其中：
CaCO3量=5997.96×0.9605=5761.04kg/h
其中：
杂质量=5997.96×0.0395=236.92kg/h
5）如使用工业水制备30%含固量浆液需水量：
5997.96kg/h/0.3×0.7=13995.24kg/h
6）如使用2.6%含固量的脱硫反应塔塔底浆液旋流分离液制备30%含固量浆液需水量为：
设2.6%含固量旋流分离液的固体物量为Xkg/h，以水平衡可列下式：
X/2.6%×（1-2.6%）=（X+5997.96）/30%×（1-30%）
X=398.40kg/h水量=398.40/2.6%×（1-2.6%）=14924.68kg/h
需2.6%的塔底浆液旋流分离液=398.40+14924.68=15323.08kg/h30%浆液量=14924.68/（1-30%）=21320.97kg/h
2、脱硫塔底固体量
假设干脱硫产物中CaSO4.2H2O与CaSO3.1/2H2O质量比为0.92：
0.01。
其摩尔比为：
（0.92/172.17）:
（0.01/129.15）=69.01：
1
1）CaSO4.2H2O生成量=56.43×172.17×69.01×（69.01+1）=9576.78kg/h
2）CaSO3.1/2H2O生成量=56.43×129.15×1×（69.01+1）=104.10kg/h
3）产物中未反应的CaCO3量=5761.04-56.43×100.09=112.96kg/h
4）杂质量=236.92kg/h
5）脱除下来的飞灰量=234×75%=175.50kg/h
脱硫塔底固体量=GCaSO4.2H2O+GCaSO3.1/2H2O+GCaCO3+G杂质+G飞灰=9576.78+104.10+112.96+236.92+175.50=10206.26kg/h
组分
质量流量kg/h
W%
CaSO4.2H2O
9576.78
93.83
CaSO3.1/2H2O
104.10
1.02
CaCO3
112.96
1.11
杂质
236.92
2.32
飞灰
175.50
1.72
合计
10206.26
100
3、反应产物中结晶水量
1）CaSO4.2H2O中结晶水量=9576.78/172.17×2×18.02=2004.69kg/h
2）CaSO3.1/2H2O中结晶水量=104.10/129.15×1/2×18.02=7.26kg/h反应产物中结晶水量为2004.69+7.26=2011.95kg/h
4、除雾器冲洗水
冲洗水喷淋密度？
？
（一小时冲洗一次，每次5分钟）
除雾器冲洗水=
5、脱硫反应后塔底最终排出量
物料平衡以不补充新鲜水为条件。
设一级旋流器入口浆液浓度为10.8%，下出口浆液浓度为50%，上出口浆液浓度为2.6%，则可算出下出口溶液量为进口量的17.3%；设二级旋流器下出口浆液浓度为20%，上出口浆液浓度为1.3%；真空皮带过滤机固体损失率为0.9%，石膏含固率为90%。
设塔底浆液总流量为Xkg/h，排入污水处理系统总流量为Ykg/h，则可列以下平衡方程式：
Y×1.3%+X×17.3%×50%=10206.26kg/h
（1）（根据设定和固体物量平衡）真空皮带过滤物料平衡：
⒃
17.3%Xkg/h（一级旋流器滤液）溢流
⒂固体量为：
17.3%X×50%×0.9%
含固率50%
⒅石膏
含固率90%
可求出石膏量为17.3%X×50%×（1-0.9%）/90%=0.09525X
溢流量为17.3%X-0.09525X=0.07775X
根据设定及脱硫塔总物料平衡：
塔体输入量：
烟气量=1630224kg/h；氧化空气量=15499.60kg/h；
石灰石浆液量=21320.97kg/h；除雾器冲洗水量=？
？
真空皮带过滤机溢流返塔量=0.07775X；
一级旋流器溢流返塔量=（1-17.3%）X=0.827X-15323.08
塔体输出量：
烟气量=1673374kg/h；塔底浆液流量=Xkg/h；废水流量=Ykg/h
则平衡方程式为：
1630224+15499.60+21320.97+G冲洗水量+0.07775X+0.827X-15323.08=1673374+X+Y=>G冲洗水量-21652.51=0.09525X+Y
（2）
若已知除雾器冲洗水量则可联立方程式
（1）和
（2）求出X和Y。
假设除雾器冲洗水量为96000kg/h，则
X=108369kg/h
Y=64025kg/h
6、水平衡验算
G烟气出口带出水+G塔底排放浆液带出自由水+G脱硫产物最终带出结晶水-（G烟气入口带入水+G除雾器冲洗水+G石灰石浆带入水+G返塔水量）=76007+108369×（1-10.8%）+2011.95-（45983+96000+14924.68+17782.76）=-6.342
Cl-平衡计算
一、原始数据：
入塔烟气量：
1234496Nm3/h（dry）×（1-0.5%）=1171113Nm3/h
O2浓度：
5.09%（空气过量系数为1.32）
HCl浓度：
60mg/Nm3（6%O2，空气过量系数为1.4）
工艺水中Cl浓度为：
464.16mg/L
二、氯平衡计算
1）入塔氯化物量（以Cl为基准）：
1.4/1.32×1171113×60×10-6=74.53kg/h
2）工艺水带入的氯化物量（以Cl为基准）：
96000×464.16×10-6=44.56kg/h
假定吸收塔中Cl浓度为20000mg/L，吸收塔中溶液体积为
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