氨法脱硫工艺路线设计论文

化工原理课程设计　设计题目：氨法脱硫工艺路线设计　　　　　指导老师:陈爱兵　　　　　　　　　班　级：制药1１２班　　　　　　　　　　　组　　长:孙晓庆　　　　　　　　　小组成员:刘利华、刘思佳、刘圆圆、齐贺军、石阔、樊世昊　　　　完成日期:2０14年6月4日人员分工姓名学号负责领域刘利华1１0１0２２19产品后处理、经济预算、制图刘思佳110102220烟囱与人梯的设置、制图、文字排版刘圆圆11010２221经济预算、吸取塔尺寸及有关计算、设计说明齐贺军１１010２２２２封头及裙座设计计算、制图、设计说明石阔1101022２３管道的选型及其计算、保温层设计孙晓庆11０1０22２4吸取塔尺寸及有关计算、制图、设计说明樊世昊11０30３１03风机及泵计算与选型前　言随着含硫燃料燃烧产生的SO2对环境的危害增大,氨法烟气脱硫工艺越来越受重视。本设计是接受氨做吸取剂除去烟气中的SO2，属于气液相反应,反应速率快,吸取剂利用率高，能保持脱硫效率95－９9%，且无二次污染。氨在水中的溶解度超过２0％。１995年氨法技术作为国家重点科技攻关项目列入“十五”8６3。氨法脱硫副产品硫胺是一种性能优良的氮肥,适合我国农业大国的国情。氨回收法脱硫技术是拥有我国自主学问产权的脱硫技术,因而投资更少、从长远角度更有利于在我国长期和全面的推广。Ｗｉth　ulｆｕr　fｕeｌ　combustionsinｃｒeａseｒｅsuｌtingｉnSO2　haｒmto　ｔheenviｒoｎｅｎtｓerｉous,　ａmmonｉａfluｅｇasdｅｓｕｌfurｉｚaｔｉonｐrｏceｓｓｉsbeinｇｐayedｍoｒｅａndmoreatｔenｔion，.thｅ　ｐｒｏcessｕsesammoniaiｎｔhefluｅgastoａbsorbＳO2,　ｂelｏngｓ　tothegａsｐhaｓerｅactｉoｎ,　ｔhｅreacｔioｎrateｉs　fastandthｅaｂsorｂｅｎtuｔｉliｚatiｏｎ　ｉs　higｈ,９５-99%desulfurizａtioｎｅffiｃiencyｃaｎbeｍａintaineｄ,ａnd　noseｃoｎｄａrｙpｏllution．Ammoｎiasｏluｂｉliｔy　iｎｗatｅrismorｅｔhａｎ２0％.199５aｍｍonｉａｔｅｃhnoｌogｙaｓa　ｋｅyｎaｔioｎal　ｓcｉentifｉcanｄ　tｅchnologｉcaｌprojecｔiscｏｎtained　iｎthe"15ｔｈ"863　ｐlaｎ.　Thｉaｍｉｎeaｍｍoｎiａdｅsuｌfuｒizatｉoｎｂｙpｒｏdｕcｔｉｓ　ａｎeｘｃelleｎtnitrｏｇen　fertilｉzer,　ｓuiｔａｂlｅfｏrChina's　ｎａtionaｌcondiｔionsoｆagricuｌturalcountｒｙ.Aｍmｏniａ　RecoveｒｙAct　ｄｅｓｕｌfurｉzaｔionｔｅｃhnolｏgｙｉｓtｏｈａveouroｗｎ　ｉｎteｌleｃｔｕaｌproｐerｔｙ,　andthｅrｅforeｆactｏriｅscanpａy　leｓs　iｎvestmentａndinlｏng-ｔermperspective,it　ismoｒe　condｕciｖｅａndｗoｒthcompreｈeｎsivｅ　ｐromｏtｉon.目录TOＣ＼o"1-3"\h　＼ｕ　　HYPERＬＩNK\ｌ＿Tｏc2174９前　言PＡＧＥREF_Ｔoc21７4９IHYPEＲLINK\ｌ　_Ｔoc１５510目录PAＧＥREＦ_Toｃ1551０ＩIHYPＥＲLＩNK＼ｌ　＿Toｃ２５108　第一章　设计概论ＰAGＥＲＥF＿Toc251０８１　HＹPEＲＬIＮＫ　\ｌ_Toｃ2３0１7　1.1产品现状ＰAＧＥREＦ　_Toｃ230１７1HＹPERLINK\ｌ　_Toc302１．2设计概况ﻩPAGERＥF_Toc30２　1HYＰEＲLＩNK＼l　＿Toｃ1８４32　１.3　　编制依据ﻩＰAＧEREF　_Ｔoc１８43２　1HYPＥRLIＮK\ｌ_Tｏｃ171161.4　可行性分析ﻩ　ＰAGEREF_Tｏｃ１7１16２ＨYPERＬINＫ　＼l_Toc531４　其次章脱硫技术介绍　ＰAＧERＥF_Toｃ５314　4　HYＰEＲLINK　＼ｌ　＿Ｔoｃ１6132.1脱硫技术原理与工艺路线ﻩPAＧEＲＥF　_Toｃ1６１３4　HYPERLＩNK\ｌ＿Toc１22６４　2.１.1　技术原理ＰＡGＥREF_Toc122644HＹPEＲLIＮK　\ｌ_Toc23７02　２.１.２工艺路线　PAGＥREF_Toc２３７０25HYPERLINＫ\ｌ_Tｏｃ11６４9　2.2　喷淋塔概况ＰAＧERＥF　＿Toｃ11649　6HYＰＥＲＬＩNK\l_Toc３１629　2.2.1喷淋塔基本结构ＰAＧEREF_Toｃ３１6296HYPERＬIＮK\l_Tｏc158522．2．2　流向选择PＡＧEREF_Toc158５2７　ＨＹＰEＲLINK　\l_Toc2５720２．2.３吸取剂的选择PＡGEREＦ_Toc25７2０　7ＨYPERLINＫ　\l_Toｃ36６２２.3　副产品后处理过程　PAGEＲEＦ_Tｏc366２8　HYPERＬINK\l_Tｏc1７6７4第三章　塔设备计算说明ＰＡＧEREＦ_Ｔｏc176７４　9HYＰEＲLIＮK\ｌ_Tｏc7694　3．1物料衡算ＰAGＥRＥＦ＿Tｏｃ7694　9　HYPERLＩNK＼ｌ_Toｃ34683.２塔内烟气流速PAGEREF　_Toc3468１1HYPERLINK\l_Ｔoc1４5603．3　　塔内状态下烟气量PＡGERＥF＿Toｃ145６０１1　ＨＹＰＥRLINK\l＿Toc197５７３.4喷淋塔设计PAGEREF　_Toc１975７　１2ＨYＰEＲLINＫ＼l_Toc6０３３．4.１喷淋塔塔高PAGＥRＥF　＿Toc6０３12　HYPERLINK＼l_Ｔoｃ117103.4.2　喷淋塔的壁厚　PAGＥREF_Tｏc11710１７HYPERLINK\l　_Toc100４73．4.3　喷淋塔的塔径　PＡGEREＦ　＿Ｔｏc１00４7　18HYＰERLINＫ　\l＿Tｏc29２91　３.4.4　　喷淋塔喷淋层ＰAGEREF_Ｔoｃ２92９1１9　HYPERＬＩNＫ\l　_Toc106９９3．5保温层的设计PAＧEＲＥＦ_Ｔoc１0699　２０HYＰERLINＫ\l_Toc1４64４3．６　手孔、人孔的设计　PAGEREF_Toｃ１46442２ＨYPERＬＩＮK＼ｌ　_Ｔｏc１０7０3　3.7吸取塔封头的选择跟计算　PAＧERＥＦ＿Ｔoc１0７０322HYPERＬINK＼l　_Toc3２047　第四章　工艺附属设备计算及选型PＡGEREF＿Toc3２0４7２４　HYPERLINＫ\l_Ｔoｃ２０0７34.１烟囱的计算及选型PAGEＲＥF　＿Ｔｏｃ20073２4HYPERLINＫ\l＿Toc２０134.2　管道管径的计算及选型　PAGEREＦ＿Tｏc2０1３２6HYＰERLIＮK\l_Ｔoc26250　4.3　增压风机的计算及选型PAＧEREF_Ｔoc2625０２6　HYＰERLＩNK\l_Toc1２820　4．4氧化风机的计算及选型　ＰAGEＲEF_Ｔｏｃ12８2029HYPERLINＫ　＼l＿Tｏｃ1６０５14.5　氨水输送泵的计算及选型ＰAGＥREＦ_Tｏｃ１605１　29HYＰERＬINＫ\l＿Ｔｏc6４77　4.6浆液循环泵的计算及选型　PAＧＥREF　_Ｔoｃ６47730HＹPEＲＬINK\l＿Toc239４9４.7　侧进式搅拌器PAＧEＲEＦ_Ｔoc２39４９３１HYＰERLＩNK\l　_Ｔoc2１5９2　4．8　翅式换热器ＰＡＧＥREF_Toｃ2159２3１HＹPERＬINK\l＿Tｏc9７9６4．9　操作平台和梯子的设计ﻩＰAGEＲEF_Ｔoｃ９7９６　３2ＨYPEＲLINＫ＼l_Toc19144　第五章　　硫酸铵的后处理设备ＰAGEＲＥＦ_Tｏc191４4３5　HYPERLINK\ｌ_Toｃ５８46　5.1　离心泵的设计　PAGＥRＥF＿Tｏc5846　３5　HYPERLINK＼ｌ_Toｃ１140６５．1.１　离心泵的结构PＡＧＥREF_Tｏc11406　３５HＹPERLIＮK＼l_Toｃ１８86４　５．1.2　气缚现象ＰAＧＥRＥＦ＿Toｃ188６4　36ＨYPERLINK＼l_Ｔoｃ13２１２5.1．3　离心泵的选型PAGEREF_Tｏc１32１2　36　HYＰERLＩNK\l　_Toｃ２38８４５.2旋流器　ＰAGEREF_Toｃ２3８８4３7　ＨYＰERLINＫ\l_Toｃ265１4　５.3喷雾干燥器PＡGＥREF_Toc2６5１４39HYＰＥＲLINK　\ｌ＿Toｃ１４76８5.4脱硫塔贮存罐ﻩPAGEREＦ_Tｏc1476840ＨＹＰERLＩNＫ\l＿Toｃ709２第六章　副产品的处理ＰAＧERＥＦ_Toc7092４1HYPEＲLINＫ＼l　_Toc11０07　6．1生产硫酸铵的结晶原理ﻩＰAGEＲＥF_Toｃ1100７　41HＹPEＲLIＮK\l_Tｏｃ2５0266.2影响硫酸铵结晶颗粒大小的因素ﻩＰAGEREF＿Tｏc２５０26　４1HYPＥRＬIＮK　＼ｌ＿Toｃ167676.3　硫酸铵的相关计算PAＧＥRＥF　_Ｔｏｃ167674２ＨＹPERLＩNＫ\l　_Tｏｃ16491第七章　成本结算与利润空间PAGERＥF　＿Ｔｏc１6491　44ＨＹPERLINＫ＼ｌ_Toc１０９30　7．１设备费用　PAGＥREF＿Toｃ1093044ＨYＰERLINK\l＿Toｃ1２９077．２年运行费用　PAＧEREF　＿Tｏc1２9０7　４４HＹPEＲLＩNK\l　_Toc5２５１第八章　工艺平安防护及优化　ＰＡGEＲＥＦ_Toｃ5２５14８　HＹPERLINK　\l_Toc2345４8.１　氨泄漏的预防和应急措施　ＰAＧEREＦ＿Tｏc２３45４　48ＨYPERＬＩNK\ｌ＿Toc2９3358.2　避雷措施ＰＡGEREF_Toｃ29３３548HYPERLIＮＫ\l_Toc2946　8.3　工艺优化PAGEＲEF＿Toｃ29４649ＨYＰERLINＫ　\l　_Toc3２５60　第九章设计心得PAGＥREF＿Toｃ３２5６０　５0HYPＥRLＩNK＼l_Ｔｏc８4５3参考文献　PＡGＥRＥF_Toc8４535１　ＨＹPEＲＬＩＮK\ｌ　_Ｔoc2３６41　附录　PＡGＥRＥＦ　_Tｏc２3６４１　52第一章　　设计概论1.１产品现状随着我国经济的进展，工业化生产日益增加，SO２的排放也渐渐增多。据统计,我国ＳO2排放量目前居世界首位。大量二氧化硫的排放,使我国的酸雨污染面积快速扩大,经济损失严峻,每年仅酸雨污染给森林和农作物造成的直接经济损失达几百亿元。为了进一步响应国家“十二五规划”的政策，进一步提升我国环境的整体质量，加快国产脱硫技术和设备的争辩、开发、推广和应用,实现酸雨和SO２污染把握目标成为了首要目标。因此争辩开发适合我国国情的烟气脱硫技术和装置，吸取消化国外先进的脱硫技术是当前的迫切任务。1.2设计概况本设计中所需处理的二氧化硫来源于铜矿冶炼,由于环保的要求,需要将尾气中二氧化硫脱除。已知烟气排放量20万m3/ｈ；其中二氧化硫含量为３00０mｇ/m3。其中,烟气成分简单，除含有硫化物以外，还含有大量的电尘、HCｌ、ＨF等其他杂质。现接受氨法吸取脱硫的工艺,将二氧化硫的排放量降低到标准要求5０mｇ／ｍ３。1.３编制依据※设计任务书供应的技术支持※GB/Ｔ１3201-91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》※　HＪ４6２－2009　　　　《工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范》※JＢ／T１62０－19９３　《锅炉钢结构制造技术条件》※　JB／Ｔ1６21-１９9３《工业锅炉烟箱烟囱制造技术条件》※　GＢ50２73-1９98　　《工业锅炉安装#工程施工#及验收规范》※　ＧB13271-２001　　　《锅炉大气污染物排放标准》※GB3095－199６　《环境空气质量标准》※GB／T51１７-1995　　　　《碳钢焊条》※GB50０4１-２0０8　《锅炉房》※DB65／2154-2００４　《燃煤锅炉大气污染物排放标准》1.４可行性分析确定总的原则是在可能的条件下,尽量接受科学技术上的最新成就,使生产达到技术上最先进、经济上最合理、生产可行的要求，符合优质、高产、平安、低消耗的原则。为此,必需具体考虑如下几点:●工艺分析氨法脱硫技术优势明显,在脱除烟气中的二氧化硫时,不产生二氧化碳(钙法每脱除１吨二氧化硫的同时产生０．７吨二氧化碳)、废水、废液和废渣。氨法技术脱硫的同时具有脱硝力量,目前很多烟气脱硫装置经检测脱硝率均在30％以上，假如今后环保排放标准提高，目前的氨法装置略加改进，脱硝率可达5０％。氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力，大多无需新配增压风机;即便原风机无潜力,也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。因此系统耗电量较常规脱硫技术削减50%以上。●经济分析应对市场状况作适当的综合分析,估量产品目前和将来的市场需求。设计应符合能量充分有效合理利用和节能原则,符合经常生产费用和设备投资费用的综合核算最经济原则，符合有用物料高回收率、低损耗率原则，也即近代所提出的“优构低耗高效”原则。具体来说,就是设备费用与操作费用应尽量低。设备费用主要包括塔体、附属设备、管材费用与加工、基建费用等，也是初投资的一次性费用。操作费用主要为电能的消耗，以及各种物料、材料的消耗。降低生产成本是各部门的经常性任务，因此在设计时，每种设备型号的选定、零部件的设计，每一个工艺参数的确定,是否合理利用热能，接受哪种加热方式,以及钙硫比和其他操作参数是否选得合适等，都需要进行考虑。而对这两种费用的影响又往往是冲突的,所以确定设计方案要全面考虑，力求总费用完可能低一些。因此,在进行选择时要结合具体条件,选定最佳方案。●性能分析先进性，应对目前工厂生产上和设备上存在的问题提出改进方案和改进措施，并尽可能接受国内外最新技术成果。平安性,对易燃、易爆、有腐蚀的物料,在设计时应格外留意,都应接受相应的设备与操作参数以确保。又如,塔是指定在常压下操作的,塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要平安装置。牢靠性和稳定性,现代化生产应优先考虑运行的平安牢靠和操作的稳定易控这一原则。接受牢靠性强,易于把握和易保证平安生产的技术和设备。其次章　　脱硫技术介绍2.１脱硫技术原理与工艺路线技术原理氨法脱硫工艺[1］是用氨吸取剂吸取烟气中的二氧化硫，吸取液经压缩空气氧化生成硫酸铵,再经加热蒸发结晶析出硫酸铵,过滤干燥后得产品。主要包括吸取、氧化和结晶过程。（１)吸取过程:在吸取塔中，烟气中的ＳO２与氨吸取剂接触后,发生如下反应：在吸取过程中所生成的酸式盐NH４HSＯ3对ＳO2不具有吸取力量,随着吸取过程的进行，吸取液中的NH４HSO3数量增多,吸取液的吸取力量下降，因此需向吸取液中补充氨,使部分NＨ4ＨSO3转化为（NＨ4)2SO３,以保持吸取液的吸取力量。(２)氧化过程氧化过程实际上是用压缩空气将吸取液中的亚硫酸盐转变为硫酸盐,主要的氧化反应如下:氧化过程可在吸取塔内进行,也可在吸取塔后设置特地的氧化塔。而在氧化塔中发生的氧化反应仅有上面其次步反应，这是由于吸取液在进氧化塔前已经过加氨中和,使其中的NH4HＳＯ3全部转变为(NH4）２SＯ3,以防止二氧化硫逸出。(３)结晶过程氧化后的吸取液经加热蒸发，形成过饱和溶液,硫酸铵从溶液中结晶析出,过滤干燥后得副产品硫酸铵。加热蒸发可利用烟气的余热,亦可用蒸汽。　工艺路线近年来我国进展了烟气氨法脱硫,使工艺技术得到完善和提高。目前工业化运行的几种氨法烟气脱硫,虽具体设备结构及布局有所不同,但工艺流程基本相像，脱硫装置大体可分为脱硫液浓缩、二氧化硫脱除、空气氧化及副产品回收四个系统[2],见图2－1。图　2－1　氨法脱硫工艺流程图2.2喷淋塔概况　喷淋塔基本结构喷淋塔的主要特点是氨水通过循环泵的作用从上向下喷射。将塔体与滤浆池设计成一个整体,滤浆池既是塔体的基础,也是收集下落浆液的容器。●喷淋塔喷淋层喷淋层设计首先要满足脱硫效率的要求,目前对于系统脱硫效率不低于9５%的吸取塔,喷淋层设计配置为3-５层，在满足吸取ＳＯ2所需的比表面积的同时,满足不同锅炉负荷和含硫量的要求,同时把喷淋造成的压力损失削减到最小,接受较多的喷淋层设计，一次性建设的投资成本相对较高,但负荷适应性和调整性能较好,运行经济性较好[3]。●除雾器喷淋塔内的除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应当不大于75ｍg/ｍ３。除雾器一般设置在吸取塔顶部(低流速烟气垂直布置）或出口烟道(高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。除雾器设置冲洗水,间歇冲洗除雾器。氨法脱硫接受的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。●喷淋塔的选材及防腐塔本体:碳钢１6MnＲ钢材塔内部螺栓;螺母类：6%Ｍｏ不锈钢材料;塔内壁:衬里施工前经表面预处理，喷砂除锈;内衬材料:丁基橡胶板；塔内件支撑：碳钢衬丁基橡胶。●保温层岩棉板是以玄武岩及其它自然 矿石等为主要原料,岩棉板经高温熔融成纤,加入适量粘结剂,固化加工而制成的。岩棉板产品适用于工业设备、建筑、船舶的绝热、隔音等。建筑用岩棉板具有优良的防火、保温存吸音性能。它主要用于建筑墙体、屋顶的保温隔音;建筑隔墙、防火墙、防火门和电梯井的防火和降噪。●离心泵离心泵一般由电动机带动,在启动泵前,泵体及吸入管路内布满液体。当叶轮高速旋转时,叶轮带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用,液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘（流速可增大至15~2５m/s)，动能也随之增加。当液体进入泵壳后,液体流速渐渐降低，一部分动能转变为静压能,于是液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成肯定的真空,而液面处的压强Ｐａ比叶轮中心处要高,因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转,液体也连续不断的被吸入和压出。●喷雾干燥器喷雾干燥是用雾化器将原料液分散成雾滴，然后用热空气干燥雾滴,而制成产品的一种方法。原料液可以是溶液、乳浊液和悬浮液体,可以是膏状物体或熔融状态物质。喷雾干燥与其他干燥方法相比,其干燥过程很快，通常为１5～3０秒，甚至几秒钟。流向选择逆流运行有利于烟气与吸取液充分接触,但阻力损失比逆流式大。而顺流又可增大了烟气与雾化液滴的接触时间。为使过程具有最大的接触时间,吸取操作接受逆流吸取。另一方面使烟气逆时针方向进人脱硫塔，与通过雾化器以顺时针方向进人脱硫塔的浆液雾滴形成逆向运动,进一步保证雾滴与烟气气充分均匀接触反应。　吸取剂的选择吸取操作是气液两相之间的接触传质过程,吸取操作的成功与否在很大程度上打算于吸取剂的性质,特殊是,吸取剂与气体混合物之间的相平衡关系。本课程设计设备选8％氨水作为吸取剂，易于猎取，价格低廉,而且吸取效果较好。2.3　副产品后处理过程塔内生成的亚硫酸铵溶液与氧化风机通入的空气进行氧化反应,亚硫酸铵全部被氧化成硫酸铵,氧化后的硫酸铵溶液通过离心泵流出浆液池，经旋流器脱水后的浆液经过离心机进一步脱水,此时，硫酸铵浆液质量分数为74％。含有水分2０0ｋｇ／ｈ由喷雾干燥器进一步干燥(干燥后的产硫酸铵含水分<２%）,成品硫酸铵由自动包装机包装入库。第三章塔设备计算说明３.1物料衡算1、烟气含硫量依据已知条件,通入的烟气量：Ｇ=20万m3／ｈ,含二氧化硫量3０0０ｍg/m３，则可计算出烟气中所含二氧化硫量为200０00×300０=6×108　ｍg/h＝600kg/ｈ。含硫量为600÷２=３00kg／h。　２、二氧化硫产生量按年8000工作小时计，二氧化硫的年产生量为４.８×106ｋg。３、脱硫量则湿法氨水脱硫年脱除二氧化硫量为4．72×106ｋｇ。硫平衡表　3-1硫平衡进出烟气带入的硫量300kｇ／h净烟气中的含硫量5kg/h脱硫效率９8.3％氨水吸取的SO２５９0kg/h进脱硫塔总的SＯ2６0０　kｇ/h出脱硫塔(NH4)2ＳO４1237.5kg/h5、配氨用水量依据热量守恒得:式中　—配氨用水在ｔ下的比热容,２.２２;—配氨用水的初始温度，20℃;　　　　T—烟气的进口温度10０℃;—配氨用水量,ｋg／ｈ；在操作温度下的烟气的比热容，1.02；—在操作温度下烟气的密度,1.2９；—烟气的实际体20０00；—出口烟气的温度，５0℃。求得:=６、喷淋塔内的压降雷诺数Rｅ=du=１６６0000>２0０0则液体在塔内呈湍流流淌,相对摩擦系数=０．0００８图3－1摩擦系数与雷诺系数及相关粗糙的的关系e由上图可知,摩擦系数λ＝0．02塔内阻力:+4*hf’=７27.3　Pa　＋4*100Pa＝112７.3Pa式中：—摩擦阻力系数,无量纲；—塔内液体平均流速，;—液体密度,;—塔高，;—塔直径，　　ｈｆ’—每层喷淋塔阻力所以塔内压降的为1127.３Pa3.2塔内烟气流速高的烟气流速还可适当削减吸取塔和塔内件的几何尺寸,提高吸取塔的性价比。在吸取塔中,烟气流常为3～4.5m／s。很多工程实践表明,3.5m／s≤烟气流速(１10％过负荷）≤4．２m/s是性价比较高的流速区域。综合考量,本设计塔内烟气流速取３.５m/ｓ。。3.3塔内标准状态下烟气量（1)吸取塔进口烟气量Va(ｍ3/ｓ）计算依据标准状况下抱负气体状态方程PＶ＝nＲＴ,将操作条件下的处理量换算成标准状况的处理量：代入数据得:　烟气进口量为:81．3３（m３/ｓ)故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为=3５.86×３０00mｇ/ｍ3=２４4.0g／sV==85．4Ｌ/s≈0．０854ｍ3／ｓ(2)蒸发水分流量V2　(ｍ３/ｓ)的计算烟气在喷淋塔内被氨液直接淋洗,温度降低,吸取液蒸发，烟气流速快速达到饱和状态，烟气水分由6%增至1３%，则增加水分的体积流量V２(ｍ3/ｓ)为:Ｖ２=0．07×８1.33（m３/s）=５.７（ｍ３/s)(标准状态下）（3)氧化空气剩余氮气量V３(m3／ｓ)在喷淋塔内部氨液池中鼓入空气，使得亚硫酸铵氧化成硫酸铵,这部分空气对于喷淋塔内气体流速的影响是不能够忽视的,因此应当将这部分空气计算在内。假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后，当中的氧气完全用于氧化亚硫酸氨或亚硫酸氢氨，即最终这部分空气仅仅剩下氮气、惰性气体组分和水汽。理论上氧化1摩尔亚硫酸氨或亚硫酸氢氨需要0.5摩尔的氧气。(假设空气中每千克含有0.23千克的氧气)又VＳO２=０.085４　ｍ3／s　质量流率GＳO2＝0.０854*１000/２2.４*64ｇ/ｓ=0.244　kg／ｓ依据物料守蘅,总共需要的氧气质量流量GO2=0.24４×0．5ｋｇ/s=0.１22Kg/ｓ该质量流量的氧气总共需要的空气流量为G空气=ＧO２/0.23＝0.５3Ｋg/ｓ标准状态下的空气密度为1.29３kg/m3　故Ｖ空气=０.5３／1.２93（ｍ３/s）＝0.410　(ｍ3/ｓ)Ｖ3＝(１－０．2３）×V空气=0．7７×０.４10m3／s=0．316m３/s综上所述,喷淋塔内实际运行条件下塔内气体流量Vg＝Va+Ｖ2+V3=81．3３+5．７+0.316(m3／s)=８7.３５(m3/ｓ）3.4　喷淋塔设计　喷淋塔塔高喷淋塔塔高分为:除雾区高度、吸取区高度、浆液池高度以及烟气进出口塔高。1、喷淋塔除雾区（h１)设计(含除雾器的计算和选型)除雾器的选型折流板除雾器折流板除雾器是利用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴分散并捕集的,气体通过曲折的挡板，流线多次偏转,液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。通常,折流板除雾器中两板之间的距离为2０－30ｍm,对于垂直安置,气体平均流速为２－３m/ｓ；对于水平放置，气体流速一般为6-１０ｍ/s。气体流速过高会引起二次夹带。1）数量：2套2）类型：V型　级数:２级３）作用:除去吸取塔出口烟气中的水滴,以便削减烟囱出烟口灰尘量。4)选材:外壳：碳钢内衬玻璃鳞片;除雾元件:阻燃聚丙烯材料(ＰP)；冲洗管道:FRＰ；冲洗喷嘴:PP。②除雾器的冲洗掩盖率冲洗掩盖率是指冲洗水对除雾器断面的掩盖程度。冲洗掩盖率一般可以选在10０％～３０0　%之间。冲洗掩盖率%＝(n^∏＊ｈ＾2tg^2α)／A*1０0%式中:ｎ—喷嘴数量,23个,α—为喷射集中角,90A—除雾器有效通流面积，20ｍ2H—冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,0.０5m冲洗掩盖率％=(ｎ^∏＊h^２ｔｇ＾2α)/A*100%=2３^∏*0．05^2/15*１００%=２3７％③为了使除雾器的雾滴去除率达到99.７5％以上，依据吸取塔出口端（即除雾器入口端)雾滴颗粒直径的实际分布状况,直径大于17m的雾滴颗粒必需1００%完全去除。综上所述，除雾区的最终高度确定为4.5ｍ,即h1＝４．5m2、喷淋塔吸取区的高度(ｈ2)的计算吸取区高度［3］是最主要的，计算过程也最简单，次部分高度设计需将很多的影响因素考虑在内。而计算喷淋塔吸取区高度主要有两种方法：达到肯定的吸取目标需要肯定的塔高。吸取区高度的理论计算式为h1＝ＨＯG×ＮOG　　　　(１)其中：HOG为传质单元高度：HOＧ=Gｍ／（Kyａ)(Kya为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数,a为塔内单位体积中有效的传质面积。)NＯG为传质单元数,近似数值为NOG=(y1-ｙ２）/△ym，即气相总的浓度变化除于平均推动力△yｍ=(△ｙ1-△y2）／ｌn（△y1/△y2)(NＯG是表征吸取困难程度的量,NOＧ越大,则达到吸取目标所需要的塔高随之增大)。依据(1)可知:H＝ＨOＧ×ＮOG===9.８１×１0（2)其中:y1，ｙ2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO2组分的摩尔比，ｋmｏl(A)/ｋｍoｌ（B)，为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol（A)/kｍol(B)kya为气相总体积吸取系数,kmoｌ／（m3h﹒kpa）ｘ2，ｘ1为喷淋塔浆液进出塔时的ＳＯ２组分摩尔比，kmoｌ(Ａ)/kmｏl(B)Ｇm气相空塔质量流速，kｇ/(m２﹒ｈ)Ｗ液相空塔质量流速,kg／(ｍ2﹒h),=mx１,=ｍx2(ｍ为相平衡常数,或称安排系数,无量纲)kYa为气体膜体积吸取系数,kg／（m2﹒ｈ﹒ｋＰa)ｋＬa为液体膜体积吸取系数,ｋg/（m2﹒h﹒kmol/m3)式（２）中为常数，其数值依据表3-2。表　3-2　温度与值的关系温度/1015202５300.00930.01０20.01１60.０1２80．01４3含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸取量平均到吸取区高度内的塔内容积中,即为吸取塔的平均容积负荷――平均容积吸取率,以表示。首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸取量除于吸取容积,得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸取量。=　(3）式中:Ｃ—标准状态下进口烟气的质量浓度,kg/m３—给定的二氧化硫吸取率,%；本设计方案为98.３％　　H—吸取塔内吸取区高度，ｍ　　　K０—常数,其数值取决于烟气流速u（ｍ／s)和操作温度(℃）;K０=３600ｕ×273／(２７3+ｔ)由于传质方程可得喷淋塔内单位横截面面积上吸取二氧化硫的量［4]为：G(y-y)＝×H×式中:Ｇ—载气流量（SO2浓度比较低，可以近似看作烟气流量)ｋｍol/（ｍ2.ｓ)　　Y1,ｙ2—进塔出塔气体中SO2的摩尔分数(标准状态下的体积分数)Ky—单位体积内SO2以气相摩尔差为推动力的总传质系数,kg/（m３﹒ｓ）　a—单位体积内的有效传质面积,m2／m３.—平均推动力,即塔底推动力,△ｙm=(△y1-△ｙ2）/ln(△y1/△ｙ２）＝G（y１－ｙ2)/h1（５）吸取效率=１-　y／y，依据排放标准，要求脱硫效率至少９8%。二氧化硫质量浓度应当低于ｍg／ｍ3(标状态)=G(y1-y2)／H=Ｇ*y1*　/h1(６)又由于G＝3600×将式子(5）的单位换算成ｋｇ／（m.ｓ)，可以写成=３6０0×（7)在喷淋塔操作温度下、烟气流速为ｕ＝３.5m／s、脱硫效率=0.98３前面已经求得原来烟气二氧化硫SO２质量浓度为a(ｍg/)且a=30００mｇ/ｍ3已知标准状态时烟气进口量为为81.33(ｍ3／s),在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为＝8１.3３×3０00mg/m3=2４4gＶ==８5．4L/ｓ=≈０.0８５4m3／sﻩ则依据抱负气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等故y=烟气流速u＝3.5m/ｓ,　y=０.１05%,总结已经有的阅历,容积吸取率范围在5.5-6．5Ｋｇ／(m3﹒s）之间［4]，取＝6ｋg/(ｍ3﹒s)代入(7）式可得6.5＝（）／h1故吸取区高度h2　＝11．2m3、喷淋塔浆液池高度（h3)计算本设计中的液气比Ｌ/Ｇ是指吸取剂氨液循环量与烟气流量之比值（L/m3)。假如增大液气比Ｌ/Ｇ，则推动力增大,传质单元数削减,气液传质面积就增大，从而使得体积吸取系数增大,可以降低塔高,在肯定的吸取高度内液气比L／Ｇ增大，则脱硫效率增大。但是,液气比L／G增大,氨液停留时间削减,而且循环泵氨液循环量增大,塔内的气体流淌阻力增大使得风机的功率增大,运行成本增大。在实际的设计中应当尽量使液气比L/G削减到合适的数值同时有保证了脱硫效率满足运行工况的要求。湿法脱硫工艺的液气比的选择是关键的因素,对于喷淋塔，依据相关文献资料可知液气比选择２．3L／m3是最佳的数值。浆液池容量V1依据液气比L/Ｇ和浆液停留时间来确定,计算式子如下:　QUＯＴE　＼*ＭERGＥFORＭＡT　V1=(Ｌ/G）×VN×ｔ1=2.３×87.３5×48０=96.５　ｍ3式中:L/G—液气比，液气比是指吸取剂氨液浆循环量与烟气流量的比值(Ｌ/m3）。VN—烟气标准状态湿态容积，ｍ３／h；ＶN=Vｇ＝87.３５m3/st１—浆液停留时间,t1=２－8ｍiｎ取ｔ1＝8mｉn=480ｓ.选取浆液池内径略大于吸取区内径V=0.25×3.14×D2×D2×h2=0．2５×3.１4×5.5×５．5×ｈ２所以h3=6．5ｍ4、喷淋塔烟气进出口高度(h4)设计依据工艺要求,进出口流速（一般为12m／s-30m/s)确定进出口面积,一般希望进气在塔内能够分布均匀,且烟道呈正方形,故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性,因此取进口烟气流速为20ｍ/s,而烟气流量为８7.３5m3/ｓ,可得h42＊20ｍ/ｓ=８7.35m３/ｓ,所以ｈ4=1.34m,2×1.３4=２.68m(包括进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)综上所述,喷淋塔的总高（设为H,单位m）等于喷淋塔的除雾区高度h1(单位ｍ)、喷淋塔吸取区高度h2(单位m）、浆液池高度h3(单位m）和喷淋塔烟气进口高度h4（单位ｍ）相加。因此喷淋塔最终的高度为Ｈ＝h１+h２+ｈ3＋h4=４.5+１1.2＋6．5+2.68＝２４.9取整２5ｍ喷淋塔的壁厚操作压力为2*1０1．３２５kPa=202.６5kPa。由于操作压力不大，假设计算壁厚小于1６毫米，依据课本《过程装备机械基础》附表12-１可知１6ＭnR钢板在此操作温度下的许用应力为=170Mpａ。对于浆液池部分由于浆液会对塔壁产生压力,因此计算时还要这部分压力考虑在内,同时假设塔内的计算压力取０．2０７　ＭPａ（2个标准大气压)PＣ’=０．2０7＋pｇh(ｐ为浆液密度１0４5kg/m3,ｇ=1０ｍ／s２，ｈ浆液池高度8.８m)所以PＣ’＝0.2０７+(1045×10×８.8)/１0000００＝0．3MＰa吸取塔(喷淋塔)的计算壁厚为:式中:Pc—计算压力,对于浆液池以上部分取2倍大气压,0.2０7MPa　　PC’=0.３MPａ　Dｉ—圆筒或者球壳内径，为550０mm焊接接头系数,取=1.00　　　　C—壁厚附加量，取Ｃ＝Ｃ1＋C2　Ｃ1—钢板厚度负偏差,mm　Ｃ2—腐蚀裕量,mm1、对于喷淋塔顶部以下浆液池以上的部分(简称上部分）S==3.27　mm依据取腐蚀裕量C２=1.００ｍm,查资料可得Ｃ1＝0.25mm则C=C１＋　C２=0．25+１=1.２5ｍｍ3.2７+C=3.2７＋1.２５=4.52ｍｍ圆整后取S＝５．0０ｍｍ因此脱硫塔上部分应当选用的壁厚为5.0０mm的16ＭｎR钢材，与上面的假设相符5.0０mm〈16.00mｍ2、对于喷淋塔浆液池部分(简称下部分)Ｓ’=＝4.８６依据取腐蚀裕量Ｃ2=1.00mｍ,查资料可得C１=0.5mm则C1+C2=0.5+1＝1．5mm４.８６+C=4.86+１.5＝6．3４ｍm圆整后取Ｓ’=7.0ｍm因此脱硫塔下部分应当选用的壁厚为7.０mm的16ＭnＲ钢材,与上面的假设相符7.０mｍ〈１6.00ｍｍ3、喷淋塔计算壁厚的液压试验校核上部分:=(Ｄｉ+Se）／２Sｅ（设计试验温度为２00度,170Mｐa）Ρ=1.２5＊Ｐ＊P＊[σ]/［σ］t=1.25*０.2０2Mpa*170Mpａ/170Ｍｐa=0．253ＭpａSe=Ｓn－C=5-1.２5=3.75　Dｉ=５5０0mm故σΤ=ΡΤ（Ｄi+Ｓｅ)/２Sｅ=0.253*(5500+3.7５)／2*３．７5=１85.7Mpａ而　0.9φσs(σ0．2)=0．9*1＊274=2４６．6Mpａ由于18５．7Ｍpa<2４６.6Mpa所以符合要求。下部分:σ１Τ＝Ρ’Τ(Di+Ｓ’e）/2S’ｅ《0．9φσs（σ0.２)Ρ=1．25*P＊P*[σ]/［　σ]t＝1．15*０．２92Ｍpa*1７0Ｍｐa／170Mpa=0.３６5MpaＳe＝Sn-Ｃ＝7-1.　5=5．5　Di=550０mmσ１Τ=Ρ’Τ(Ｄi＋S’e）/2S’ｅ=0.３６5＊(55００+５．５)／(2＊５.５）＝1８２．7Ｍpa0.8φσｓ(σ0.2)=0.8*1*27４=219.2Mpａ由于18２.7Mpa＜２１９．2Mpａ所以符合要求。综上所述,设计的材料选择，壁厚计算数值和试验强度均符合实际操作要求。3．４．3喷淋塔的塔径依据锅炉排放的烟气，计算运行工况下的塔内烟气体积流量，此时要考虑以下几种引起烟气体体积流量变化的状况：塔内操作温度低于进口烟气温度,烟气容积变小;氨液在塔内蒸发水分以及塔下部送入空气的剩余氮气使得烟气体积流量增大。本方案将氨液蒸发水分V2(m3/s)和氧化风机鼓入空气氧化后剩余空气流量Ｖ３(m3/s）均计算在内，以上均表示换算成标准准状态时候的流量为87.3５m3/s。假设喷淋塔截面为圆形，将上述的因素考虑进去以后,可以得到实际运行状态下烟气体积流量Vｇ，从而选取烟速u,则塔径计算公式为：其中:Vｇ—实际运行状态下烟气体积流量,87.３51　ｍ3/ｓ　　U—烟气速度，3.5ｍ／s因此喷淋塔的内径为取整到５.7m3.４.4　喷淋塔喷淋层湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较抱负，脱硫效率为98%以上时,氨硫比（NＨ3/S)一般略微大于２,最佳状态为,而比较抱负的氨硫比（NH3/S)为.,因此本设计方案选择的氨硫比（ＮH3/S)为２.５。由上述得到的二氧化硫的量按1:2.5的比例可得吸取时所需的NH3为3９2ｋg/h。NH3H２O为8０７ｋｇ/h。8%的氨水密度为970kｇ／ｍ３,所以8％氨水需用量为1.00８3×１04ｋg/h。依据液气比可得所需浆液量为２0０.９L/s。喷嘴系统管道接受FRP　材质钢管,喷嘴接受反应连接碳化硅材料,是一种防腐防锈性能优良的陶瓷材料,最典型的应用是用来制造螺旋形喷嘴,本设计接受螺旋喷嘴。1、喷嘴喷管的计算则每层喷淋塔所用的浆液量为Q1=5０.23L/s而单个喷嘴流量个　所以喷嘴总个数为N＝４×4６=18４个单喷管最大流量单喷淋层主喷管数式中:—为单喷淋管可选最大管径,0.0４ｍ;Ｖ—喷淋管内最大流速,6ｍ/ｓ所以个2、喷淋层在塔内掩盖率的确定喷淋层在脱硫塔内掩盖率为：式中：AＥFF—单层喷嘴在脱硫塔内的有效掩盖面积,取20ｍ3脱硫塔面积。则满足喷淋要求的掩盖率需求。３．5保温层的设计１、设备的热损失计算式中：r1,r２—设备的内、外径(m)t1,t2—设备的内、外表面温度　(度）１—设备材料的传热系数(w／（ｍ.C)）H—设备筒体高度（ｍ)可得2、设备的热损失价值设备的年正常运行小时数若为m,每单位热量的价值为b元，查资料为１2０元,则设备的年热损失价值为：W１=Q*ｍ*b=７．５＊1０1３3、设备保温投资的年折旧费a、保温层的体积和投资体积投资式中:S1—保温材料的价格(元／ｍ３）。经查资料可知岩棉为90．０元/平方米B—爱护层的表面积和投资表面积Ｆ＝２＊3．14*r3＊h投资Ｗ””＝F*S2式中:S２—爱护层的价格（元/m3),查资料为12元每平米c.设备保温的安装费用W”””=K1＊Ｗ”＋K2*W””式中:Ｋ１—保温层的安装费用系数。依据保温层的厚度选取,Ｋ１一般取K２—爱护层的安装费用系数依据爱护层材料的不同，K２选取值也不同,白铁皮一般选取0.2。ｄ．设备保温总投资W＝W”+W””+W”””设备的保侃层使用年限若为X年则设备保温投资的年折旧费为为式中：Ｘ—保温层的使用年限，一般选取７－10年。4、设备保温的年损耗值设备保温的年损耗值为设备的热损失价值与设备保温投资年折旧费之和,即Ｗ3=W1＋W2求Ｗ3最小值时的ｒ３的值，则为设备保温层的最经济的半径。其保温层的厚度由下式算出:d＝ｒ3－r2可得d＝55５3-5505=48mm　　d＝555３-５５0７＝４６mm所以保温层应当买厚度为50mm的岩棉,保温层外包一层白铁皮做保温层的爱护层。3.6手孔、人孔的设计1、手孔的设计手孔是手和手提灯能伸入得设备孔口,用于不便进入或不必进入设备便能清洗，检查,修理。可接受HG２1５１４标准和ＨG21594标准(衬不锈钢),依据设计手册,本设计手孔接受165×４.5。2.人孔的设计人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道。人孔一般设在气液进出口处,另外在塔顶、塔釜也需要设人口。本设计在每层喷淋层处设置一个人孔,另外在塔釜处单设一个人孔，故一共要设置5个人孔。在设置操作平台的地方,人孔中心高度比操作平台高０．7m-1ｍ。由于人孔开在立面，故在塔釜内部应设把手。把手一般以18~２2ｍm的圆钢制造。人孔接受HＧ21５14标准,该标准的压力范围０.６-6．4MＰａ,公称直径为４0０-600mｍ。衬不锈钢人孔,可接受ＨＧ215９4标准。3.7吸取塔封头的选择跟计算封头是压力容器的重要组成部分，椭圆型封头由半个椭球壳和一个短圆筒(直边段)组成,由于封头的椭球部分经线曲率变化连续,所以应力分布比较均匀，易成型,是目前中、低压容器中应用较多的封头之一,而蝶形封头的边缘应力远高于其他部位，受力不均匀,故在此塔体设计中塔体上部选择标准椭圆型封头。由于塔体较高，不用设计裙座，直接由水泥面支承,故下部用平板封头。封头靠双面焊接与塔体相连,并需要探伤。标准椭圆型封头的长轴长度跟短轴长度之比为2:1，外形系数Ｋ=１；操作压力为两个大气压,即0．203MPa故计算压力Ｐc=2Pa=０．203MPa椭圆型封头厚度计算公式:δ=Ｐｃ＊Ｄｉ/（２＊[η]＾ｔ＊Φ-0．５＊Pc）由《过程装备机械基础》中表12－1可查,１6MnＲ型钢板在此温度下的许用应力［η］＾ｔ为1７0ＭＰａ；接受双面焊接,接头系数Φ＝1.00;封头直径Di=５.５m将以上数值带入厚度计算公式得:δ=４．92mｍ由于ＧB150规定,标准椭圆封头的有效厚度不得小于封头内直径的０.15%即８.2５ｍm，故有效厚度δ１应为8．25厚度附加量：δ+Ｃ2=1１.2５C1=0　δ+C１+C２=１1.25圆整后：　　δn＝12　δｅ=δn-C＝9椭圆型封头的最大允许工作压力[Pｗ]=　２*δe　*［η］^ｔ*Φ/(0．5δe+Ｄi)计算得Pw=0．556MPa>０.203MPａ故脱硫塔的椭圆型强度足够,厚度为１2mｍ。第四章　　工艺附属设备计算及选型4.１烟囱的计算及选型1、烟囱高度的计算具有肯定速度的热烟气从烟囱出口排解后由于具有肯定的初始动量,且温度高于四周气温而产生肯定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度,中国国家标准中规定：我国的《制定地方大气污染物排放标准技术》GB／Ｔ１32０1-９1中对烟气抬上升度计算公式作如下规定：烟囱的有效高度H=烟囱的几何高度＋抬上升度因此烟囱的有效高度为:式中:Ｈ—烟囱的有效高度，ｍ；—烟囱的几何高度,ｍ;—烟囱抬上升度,ｍ。参照国家标准[5］,烟囱几何高度为=60m2、烟气释放热计算依据GB/3４８0－199１计算公式,烟气释放热式中：—烟气热释放率,;—大气压力，取邻近气象站年平均值；—实际排烟量，—烟囱出口处的烟气温度,353;—环境大气温度,；取环境大气温度＝２９3Ｋ,大气压力=101.３２５kPａ＝0.35*101.325＊８7．３4６*６0/3５3=５26.507Kw．３、烟囱直径的计算设烟气在烟囱内的流速为，则烟囱平均截面积为:　　　A=87．3４６/20＝4.３７m２则烟囱的平均直径d为:2.3５９m=２３５9mｍ　取烟囱直径为DN2400mm,校核流速v得:.4、烟气抬上升度计算当，烟气的抬上升度式中：—烟囱出口处烟气排解速度，m/s—烟囱出口直径—烟气热释放率，；—烟囱出口处环境平均风速，m／s由石家庄环保局查数据的=３ｍ／s则求出抬上升度为49.8７m则烟囱有效高度：=60+４９．87=1０9.８7m5、烟囱阻力计算烟囱亦接受钢管,其阻力可按下式计算：式中：——摩擦阻力系数,无量纲；取摩擦阻力系数０．0２;——管内烟气平均流速,;——烟气密度,；取烟气的密度：1．29ｋg/m³；——管道长度,；——管道直径,=0.０２*１09.8７*19．3２*1.２9/（２.４＊２)＝220．４3Pａ4.２　管道管径的计算及选型(1)管内烟气流速为，则管道直径为:式中：——烟气流量，;——烟气流速,;１.２——修正系数代入相关值得:ｄ=2０６0mm（2)氨水输送泵的管道直径的计算氨水输送泵的循环量10083ｋg/h　　氨水密度为９7０kg/m3所以氨水输送泵的循环量为Q0=1０.39m3/h,取为１０．3９ｍ3/h＝０.００29m3/ｓ。取喷头流速ｕi=3m/s　所以取35mm的管道。(3）浆液循环泵的管道直径的计算每台浆液循环泵的循环量为５０.2３L/s。所以141mｍ的管道。(４)管道的选型管道接受碳钢钢管，选用型号为ＤＮ４0。4.3　增压风机的计算及选型增压风机[6］的工作任务是将原烟气引入脱硫系统，以稳定的出口压力通过管道进去输送。依据实际需要,增压风机的位置选在进入喷淋塔之前,一方面可以防止防腐不过关的问题，一方面可以大大降低初期投资。增压风机主要作用是克服烟气阻力。增压风机的主要参数包括流量(风量)Q、全压(风压)Ｐ、功率Ｎ及效率η。湿法脱硫系统中可按烟风道的流量Q和阻力(全压)两个参数选择合适的风机型号。增压风机选择计算原则:增压风机的风量应为设备满负荷工况下的烟气量的110%；增压风机的压头应为脱硫装置在设备满负荷工况下阻力的1２０％（并考虑１０℃温度裕量下)。增压风机的主要形式：离心式、动叶可调轴流式、静叶可调轴流式三种形式。增压风机选型计算:＝1\*GB2⑴流量计算风机入口处湿烟气流量为２0万m３/h；风机入口处烟气表压为大气压,风机入口处烟气温度为10０℃。那么,即　　Qｏ＝３1.6万m3/h＝87.8m3/s增压风机的风量Q＝1.１Qo=９6．6m3／s＝3477６０m3/ｈ（2）全压计算通风机的风压与气体的密度成正比。增压风机的设计压力是基于所需压力值,并考虑20％裕量。要留意总压降△P加上脱硫系统后烟道与烟囱由于烟温下降而造成的压力损失,由此即可求出增压风机的压头P。增压风机的压头Ｐ为总压降△P和压力算损失之和。取管道流速u=3ｍ/s。计算所需要的全压,可对通风机入口截面和塔出口截面做能量衡算(以1m3气体为基准）,则有:阻力的计算雷诺数Ｒe=ｄu=１6６000０>2０0０则烟气在管道内呈湍流流淌相对摩擦系数=0．000８图４-１　摩擦系数与雷诺系数及相关粗糙的的关系e由上图可知，摩擦系数λ=0.02进口烟道阻力=140Ｐa出口烟道阻力=１５1Pa　烟囱阻力=258.14Pa式中：——摩擦阻力系数，无量纲；——管内烟气平均流速,;——烟气密度,；——管道长度,；——管道直径,从喷淋塔入口处至增压风机烟道、增压风机出口至吸取塔入口烟道、吸取塔(包括除雾器)、吸取塔出口至出口处烟道的阻力,求出湿法脱硫系统的总压降△Ｐ。＝1411Pａ即P＝（１40＋１51＋２５8．1４+1４11)×1.2=2３52.１7Pa增压风机的风压为2３５2.17Ｐａ（3)电功率式中,Ne—电机功率,kＷ;　　　　Q—风机的总风量,m３/h；--通风机全压效率,一般取0.5～0．7;--机械传动效率,对于直联传动为0.9５;—电动机备用系数,对引风机,=１.３;代入数据得:=3４7760１.3２３19.8/(３6０0１０000.6０.9５）＝511．09kw则需使用型号为Y4-7３-１ⅡＮo２９.5F(流量44087４m3/h,全压:4００0ｐa，轴功率:5８5KＷ，效率:８2%)的两台风机，一备一用。4.４氧化风机的计算及选型氧化风机的作用是为吸取塔浆池中的浆液供应充分的空气。鼓风机[7]主要有3类:离心鼓风机、轴流鼓风机和罗茨鼓风机。鼓风机的选用方法与离心通风机相同。亚硫酸铵与氧气摩尔比1:2。则所需氧气量V1=5９0１03/322２.4／10０0/=41３ｍ３/h则所需空气量V2=4１3／０.2=２0６５m３/h选用2台AＰF-３OO的罗茨风机，参数如下表,一台备用。４．5氨水输送泵的计算及选型本装置中,用含量8﹪的氨水,因此氨水循环量为10.4m³／h。依据装置的需要,氨水输送泵距离喷淋塔的水平距离为3m。那么可求出泵所需扬程为其水平距离与最高喷淋层的垂直距离及全部局部阻力之和。考虑富余状况，泵的扬程要超过最少需要扬程的２0﹪。取氨水在管道的流速为u＝３m/s.(１)阻力计算阻力∑Hf=直管阻力＋弯管阻力＝　3.2m式中:——摩擦阻力系数;　u——管内氨水平均流速,;——局部阻力系数;——管道长度，;——管道直径,m.(2)扬程泵的扬程则H=4１m那么，由泵的参数表可以得出选用的泵为ＤF４0＃G×4。4.６浆液循环泵的计算及选型浆液循环泵(吸取塔再循环泵)用于吸取塔内氨水的再循环。浆液循环量为１６91m³/h,又由于需要四台循环泵，即每台循环泵的循环量为422．75m³/h。(1)阻力计算阻力∑Hf=直管阻力＋弯管阻力=2．1m式中：——摩擦阻力系数；　　u——管内氨水平均流速,;——局部阻力系数；——管道长度，;——管道直径,m.（２)扬程泵的扬程则H＝3８.６ｍ那么，由泵的参数表可以得出选用的泵为ＤF40#G×４。４.7　侧进式搅拌器工业搅拌器是非标设备，它的选型是要依据物料特性，工艺要求,罐体尺寸,然后确定搅拌的电机功率、输出转速、桨叶形式、材质等。本塔需搅拌功率在350Ｋw／h以上，而侧进式搅拌器广泛用于脱硫、除硝以及各种大型贮罐或贮槽的搅拌。特殊是在大型贮槽或贮罐中利用一台或多