水泥厂废气处理系统物料平衡及热平衡计算（6-7）
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水泥厂废气处理系统物料平衡及热平衡计算（3-5）
出C1筒窑气量的验算
一,计算条件
1,物料
①理论料耗:1.498kg/kg-cl
②煤工业分析:
煤粉水份:0.83%
煤粉灰份:26.78%
煤粉挥发份:27.03%
煤粉固定碳:45.36%
硫含量:0.5%
低位净热值Qw:23080kj/kg-coal
2,烧成系统:
①产量:5000t/d,放大系数:1.1;
②热耗:720kcal/kg-cl
二窑气量的验算
系统总用煤量:
720×4.18×5000×1.1/24/23080=29.88t/h;
1,根据固体燃料燃烧生成烟气量计算公式:
V=0.89×Qw/1000+1.65
则得燃料燃烧的理论烟气量:
0.89×23080/4.18/1000+1.65=6.56Nm3/kg-coal
理论计算烟气量:
6.56×29.88×1000=1.96×105Nm3/h
2,又根据固体燃料燃烧需要理论空气量计算公式:
Vi=1.01×Qw/1000+0.5
则得燃料燃烧的理论空气量:
1.01×23080/4.18/1000+0.5=6.08Nm3/kg-coal
理论计算空气量:
6.08×29.88×1000=1.82×105Nm3/h
3,生料中石灰石配比:84.98%,石灰石烧失量:41.46%,理论料耗:1.498kg/kg-cl
则碳酸钙分解产生的二氧化碳量为:
84.98%×41.46%×1.498×22.4/44=0.269Nm3/kg-cl
理论计算二氧化碳量:
0.269×5500/24×1000=0.616×105Nm3/h
4,设燃烧过剩空气系数1.10,而系统总漏风系数1.25
则出C1筒的实际标况风量:
1.25×(1.96×105+1.82×105×0.1+0.616×105)
=3.447×105Nm3/h×(273+330)/273×101325/(101325-6900)
=3.447×105Nm3/h×2.209×1.073
=817055m3/h
每公斤熟料的实际标况风量:
344700/5500×24/1000=1.504Nm3/kg-cl
则出C1筒的实际氧含量:(0.25×2.756×105+1.82×105×0.1)/3.447×105×21%=5.3%
该验算结果既符合工艺开发组所提数据,又符合窑实际操作工况,其氧含量在5%左右.故
原料磨系统的计算及高温风机的选型计算正确.
入窑尾高温风机窑气密度计算
1,烟气中的氧含量:VO2=0.053×344700/29.88/1000=0.6114Nm3/kg-coal
2,设煤粉挥发份中C含量:17%;
H含量:5%;
O含量:3.5%;
N含量:1.53%;
3,则每公斤燃料燃烧产生烟气中的二氧化碳含量:
VCO2=(17+45.36)/12×22.4/100=1.16Nm3/kg-coal
生料中则碳酸钙分解产生的二氧化碳量为:
VCO2=0.616×105Nm3/h/29.88/1000=2.06Nm3/kg-coal
4,则每公斤燃料燃烧产生烟气中的H2O含量:
VH2O=(5/2+0.83/18)×22.4/100=0.57Nm3/kg-coal
生料中H2O汽量为:
VH2O=(1.498×5500/24×1000×0.05/29.88/1000)/18×0.224=0.01Nm3/kg-coal
5,则每公斤燃料燃烧产生烟气中的SO2含量:
VSO2=0.45/32×22.4/100=0.003Nm3/kg-coal
6,则每公斤燃料燃烧产生烟气中的N2含量:
VN2=1.53/28×22.4/100+1.82×105Nm3/h/29.88/1000×0.79
+0.6114Nm3/kg-coal×79/21
=0.012+4.81+2.30=7.122Nm3/kg-coal
故总烟气量:
0.6114+1.16+2.06+0.58+0.003+7.122=11.536Nm3/kg-coal
烟气组成:
氧气-0.6114/11.536=5.3%
二氧化碳:(1.16+2.06)/11.536=27.9%
H2O汽:0.58/11.536=5.03%
SO2:0.003/11.536=0.029%
N2:7.122/11.536=61.74%
烟气平均分子量M=0.01(5.3×32+27.9×44+5.03×18+0.029×64+61.74×28)
=32.18
烟气标况下密度:32.18/22.4=1.437kg/Nm3
烟气含尘量:AK=55g/Nm3
因此:窑尾废气标况下密度:
ρ=1.437+0.055=1.492kg/Nm3
电收尘器进口废气露点计算
一,情形”1”
1,磨内喷水:G’H2O(g)=5t/h
EP入口总风量:V1=736613m3/h
EP入口废气的绝对湿度:
ρsw=(GH2O(K)+GH2O(T)+GH2O(g)+G’H2O(g)+GH2O(a))/V1
窑尾烟气含水量:
GH2O(K)=5.03%×343750×1.43=24725.6kg/h
增湿塔喷水量:
GH2O(T)=2.01t/h=2010kg/h
立磨烘干物料蒸发水量:
GH2O(g)=13.9t/h=13900kg/h
掺入冷风及增湿塔漏风带入水量:
GH2O(a)=(142533+25967×0.1)×(273+20)/273×0.01282×50%=998kg/h
其中:0.01282为15℃时空气的绝对湿度,单位kg/m3
50%为空气的相对湿度.
故ρsw=(24726+2010+13900+998+5000)/736613=0.0633kg/m3
查得:其露点td=44.3℃
2,磨内不喷水:G’H2O(g)=0t/h
EP入口总风量:V1=787036m3/h
EP入口废气的绝对湿度:ρsw=(GH2O(K)+GH2O(T)+GH2O(g)+G’H2O(g)+GH2O(a))/V1
窑尾烟气含水量:
GH2O(K)=5.03%×343750×1.43=24725.6kg/h
增湿塔喷水量:
GH2O(T)=4.71t/h=4710kg/h
立磨烘干物料蒸发水量:
GH2O(g)=13.9t/h=13900kg/h
掺入冷风及增湿塔漏风带入水量:
GH2O(a)=(172265+60725×0.1)×(273+20)/273×0.01282×50%=1227kg/h
其中:0.01282为15℃时空气的绝对湿度,单位kg/m3
50%为空气的相对湿度.
故ρsw=(24726+4710+13900+1227+0)/787036=0.05662kg/m3
查得:其露点td=41.9℃
二,情形”2”
1,磨内喷水:G’H2O(g)=5t/h
EP入口总风量:V1=842200m3/h
EP入口废气的绝对湿度:ρsw=(GH2O(K)+GH2O(T)+GH2O(g)+G’H2O(g)+GH2O(a))/V1
窑尾烟气含水量:
GH2O(K)=5.03%×343750×1.43=24725.6kg/h
增湿塔喷水量:GH2O(T)=6.78t/h=6780kg/h
立磨烘干物料蒸发水量:
GH2O(g)=13.9t/h=13900kg/h
掺入冷风及增湿塔漏风带入水量:
GH2O(a)=(142533+87512×0.1)×(273+20)/273×0.01282×50%=1041kg/h
其中:0.01282为15℃时空气的绝对湿度,单位kg/m3
50%为空气的相对湿度.
故ρsw=(24726+6780+13900+1041+5000)/842200=0.0611kg/m3
查得:其露点td=43.5℃
2,磨内不喷水:G’H2O(g)=0t/h
EP入口总风量:V1=892553m3/h
EP入口废气的绝对湿度:ρsw=(GH2O(K)+GH2O(T)+GH2O(g)+G’H2O(g)+GH2O(a))/V1
窑尾烟气含水量:
GH2O(K)=5.03%×343750×1.43=24725.6kg/h
增湿塔喷水量:
GH2O(T)=9.48t/h=9480kg/h
立磨烘干物料蒸发水量:
GH2O(g)=13.9t/h=13900kg/h
掺入冷风及增湿塔漏风带入水量:
GH2O(a)=(172265+122266×0.1)×(273+20)/273×0.01282×50%=1269kg/h
其中:0.01282为15℃时空气的绝对湿度,单位kg/m3
50%为空气的相对湿度.
故ρsw=(24726+4710+13900+1646+0)/787036=0.05574kg/m3
查得:其露点td=41.6℃
三,情形”3”
EP入口总风量:V1=660450m3/h
EP入口废气的绝对湿度:
ρsw=(GH2O(K)+GH2O(T)+GH2O(a))/V1
窑尾烟气含水量:
GH2O(K)=5.03%×343750×1.43=24725.6kg/h
增湿塔喷水量:
GH2O(T)=45.2t/h=45200kg/h
增湿塔漏风带入水量:
GH2O(a)=423413×0.2×(273+20)/273×0.01282×50%=582kg/h
其中:0.01282为15℃时空气的绝对湿度,单位kg/m3
50%为空气的相对湿度.
故ρsw=(24726+45200+582)/660450=0.10676kg/m3
查得:其露点td=55.5℃
四,情形”4”
EP入口总风量:V1=559687m3/h
EP入口废气的绝对湿度:
ρsw=(GH2O(K)+GH2O(T)+GH2O(a))/V1
窑尾烟气含水量:
GH2O(K)=5.03%×343750×1.43=24725.6kg/h
增湿塔喷水量:
GH2O(T)=38.3t/h=38300kg/h
增湿塔漏风带入水量:
GH2O(a)=359074×0.2×(273+20)/273×0.01282×50%=494kg/h
其中:0.01282为15℃时空气的绝对湿度,单位kg/m3
50%为空气的相对湿度.
故ρsw=(24726+38300+494)/559687=0.11349kg/m3
查得:其露点td=56.8℃
入电收尘器的废气温度设于90~100℃,很合适.(因为电收尘入口温度一般要求高与露点30℃左右)
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