烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果
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烟气露点计算方法1、已知烟气中SO3气体浓度在烟气的酸露点间接计算中,都是先测量出烟气中SO3或者H2SO4的体积含量,然后再有Muller曲线查出酸露点如图1所示,该曲线是Muller在1959年使用热力学关系式计算了还有很低浓度H2SO4蒸汽的烟气的酸露点而得到,并为许多研究者所证实。
Muller曲线是现在评测各种酸露点方法的基础。
手工查曲线得出的酸露点温度误差较大,且不便于计算机计算和优化,我们可以将图1扫描到计算机,并用Adobe photoshop 5.0 CS软件读取曲线上一些数据点,列为表1,如下再采用Origin 6.0 软件整合表1中数据,回归出公式(1):t sld=116.55+16.06lgV SO3+1.05(lgV SO3)2(1)式中:V SO3――为烟气中SO3体积百万分率;t sld――为烟气酸露点温度,℃;与表1中的数据相比,公式1计算出的平均相对误差最小为0.17%,最大误差率为0.42%。
2、已知烟气SO3和水蒸气浓度A.G.Okkes方程荷兰学者A.G.Okkes根据Muller的实验数据,提出以下公式(2),公式中分压单位均为标准大气压t sld=10.88+27.6lgP H2O +10.83lgP SO3+1.06(lgP SO3+2.99)2.19式中:P H2O――为烟气中水蒸气分压,Pa;P SO3――为烟气中SO3分压,Pa;该公式与公式(1)计算出的温度相差不到1.5℃,因此公式(2)在已知SO3和水蒸气浓度的情况下可以直接计算。
3、工程实际计算福建可门电厂设计煤种参数3.1 1kg燃料完全燃烧后烟气酸露点计算4、关于材料的选择对于我们的二级换热方案,高温换热器的工作温度处于酸露点温度之上,其对于材料的防腐要求相对不高,使用普通钢材即可,由于低温换热器的进水和出水温度都比较低,因此可以确定低温换热器是处于酸腐蚀的条件下长期工作,为了提高低温换热器的使用寿命,选用耐腐蚀材料是抗低温腐蚀的常用方法。
烟气排放烟囱的计算按地面最大浓度的计算方法,已知SO 2的排放量为200mg/m 3,烟气温度为105℃,大气温度为 5.5℃。
地区SO 2本底浓度为0.05mg/m 3(0.01—0.05mg/m 3),8.0/=y z σσ(0.5—1.0),u 10=3.8m/s,m=0.25,试按《环境质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。
1.烟气流量的计算需要脱除的二氧化硫量为7.26t/h,即7.26×106g/h,则需要脱除的二氧化硫的体积为:h m /254110004.22641026.736=⨯⨯ 烟气流量为:Q V =1781376-2541=1778835m 3/h=494.12m 3/s二氧化硫的排放量:Q=200mg/m 3×1781376m 3/h=356275200mg/h=98.965g/s 。
2.烟囱高度的计算我国的《环境影响评价技术导则——大气环境》(HJ/T2.2—93)中对烟气抬升计算公式做了如下规定:当Q H ≧2100KW 和(T s -T a )≧35K 时,ΔT=T s -T a =105-5.5=99.5℃此时热释放率Q H 为:KW T T Q P Q S V H 3.461262731055.9912.49425.101335.035.00=+⨯⨯⨯=∆=>2100KW 通常按10m 高处的风速计算,因此平均风速的计算公式如下:25.025.0101014.2)10(8.3)(s s m H H z z u u ===① 参考《大气污染控制工程》(第三版)P.94表4-2,选择农村或城市远郊区,从而有n 0=1.427,n 1=1/3,n 2=2/3,求得烟气抬升高度如公式②所示:12/525.03/23/1101.2914.213.46126427.121S SS n S n H H H H u H Q n H =⨯⨯⨯==∆-② 《环境质量标准》的二级标准限制为0.06mg/m 3(年均),带入以下公式计算: H e Q H b Z S ∆--≥)(20ρρμπσ③将公式①和②带入公式③,有:625.0310)05.006.0(14.2781.2142.38.01065.982--⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥∆+S S H H H 解得:07.9181.2924/138/9≥+S S H H用试算法进行计算,解得H S =205m 。
燃煤电厂烟气酸露点的计算、测试方法探讨燃煤电厂因其烟气排放、空气污染等原因一直被广泛关注,电厂烟气的酸露点是指在特定温度和压力下,电厂烟气中的酸性物质(如亚硝酸、氯化钠)会从气体状态变为液态而引发的关键温度。
酸露点是电厂烟气排放温度管理的重要参数,因此,研究电厂烟气中的酸露点状况以及相应的计算和测试方法,对控制烟气温度以及提高电厂烟气污染控制水平具有重要意义。
首先,对于电厂烟气中酸露点的计算,应采取有效的方法和技术。
热力学方法是酸露点计算的常见方法,可以相对准确地获得酸露点的值。
在热力学法中,需要测量电厂烟气中的酸分子(即酸性物质)的活度和烟气温度以及压力等参数,并使用相应的模型与方程计算酸露点。
其次,对于电厂烟气中酸露点的测试,可以采用简单可行的方法和技术。
水洗法是最常用的测试方法之一,即通过将收集的烟气通过液体(一般为水)洗涤,将其中的酸性物质溶解,从而测量烟气中的酸露点。
另外,还可以采用微波技术、热膨胀技术和质谱技术等进行酸露点测试,以确定烟气中的酸分子的活度及其对温度的反应。
最后,应根据烟气温度及其排放状况,采取有效的技术控制手段,提高电厂烟气中酸露点的控制水平。
首先,可以采取相应的过滤装置,比如烟囱布袋除尘器、脱硫塔、吸收塔和脱硝塔等,将电厂烟气中的有害物质移除,从而降低烟气中酸性污染物的浓度。
此外,应根据酸露点的计算结果,采取相应的控温技术,如安装热交换器和电加热器,提高电厂烟气的温度,从而稳定酸露点的值。
综上所述,研究电厂烟气酸露点的计算、测试方法具有十分重要的意义,能够有效控制烟气温度,提高烟气污染控制水平。
在计算烟气中酸露点时,应使用有效的热力学方法,测量酸分子活度以及烟气温度等参数;在测试烟气中酸露点时,可采用水洗法,也可以采用微波技术、热膨胀技术和质谱技术等技术。
最后,根据酸露点的计算和测试结果,采取有效的控温技术和过滤技术,提高电厂烟气污染控制水平。
烟气酸露点计算公式
1.化学平衡计算方法:
一般情况下,烟气中的酸性气体主要有SO2和HCl。
对于这两种酸性气体,可以假设其与水蒸气之间是简单的反应关系,即SO2 + H2O =
H2SO3和HCl + H2O = HCl(aq)。
烟气中的酸性气体浓度可以根据燃料中硫和氯的含量以及燃烧温度来确定。
而水蒸气的含量则与燃料中的水分以及燃烧过程中的蒸发有关。
根据酸露点的定义,当其中一温度下的酸性气体和水蒸气的反应达到平衡时,水蒸气的饱和压力等于酸性气体的分压,即Psat(H2O) = P(SO2)或Psat(H2O) = P(HCl)。
根据化学平衡常数,可以得到平衡常数K = P(H2SO3)/P(SO2)或K = P(HCl(aq))/P(HCl),进一步可以得到酸露点温度的公式。
2.气态水蒸气平衡计算方法:
这种方法是基于烟气中的水蒸气与燃料中的硫和氯之间的相互转化平衡。
在燃烧过程中,燃料中的硫和氯元素会与水蒸气发生反应形成酸性气体,同时烟气中的酸性气体也会与水蒸气发生反应生成水分。
该计算方法可通过多组燃料分析数据和烟气分析数据,将烟气组分与水蒸气的浓度进行平衡计算。
计算过程中需要考虑燃料中的硫和氯元素含量、烟气的温度、压力和相对湿度等因素。
该方法要求较为精确的燃料和烟气分析数据,并考虑到燃烧过程中的实际情况,计算结果较为准确。
需要注意的是,以上两种计算方法只是针对特定条件下的酸露点计算,实际应用过程中还需要根据具体的燃料和燃烧设备以及空气污染物排放标
准等因素进行综合评估和设计。
关于烟气露点的计算烟气中SO2含量为1800~4500mg/Nm³,HCl=200~300mg/Nm³,HF=20~30mg/Nm³。
粉尘=5~350 mg/Nm³,脱硫后SO2<400 mg/Nm³。
露点为50ºC。
在锅炉的设计和运行中,烟气露点是一个能清楚表达腐蚀能否发生的指标,在一定程度上也能表征腐蚀的程度。
对于燃用高硫煤的锅炉,烟气露点成为重要的影响技术经济指标的因素之一,还是影响除尘器工作效率的因素之一。
循环流化床烟气脱硫的关键技术之一是严格控制流化床入口的烟气温度,该温度越接近露点,脱硫效率越好,但是,此温度又必须维持在露点以上,否则会引起结露,导致设备堵塞和腐蚀,无法正常工作。
目前使用最为普遍的计算烟气露点的经验公式为:t sld=[ B (S ar ZS) 1/3/4396a fh A ar AS]+ t ld [ºC] (1)式中,t sld--烟气的酸露点,ºC;t ld--烟气的水蒸汽露点,ºC;B--与过量空气系数有关的常数,当a t=1.4~15时,B=208;a t=1.2时,B=195;S ar ZS,A ar AS--收到基折算(每1000kJ的折算值)硫分及灰分,%;a fh--飞灰占总灰分的数额。
SO3对露点的影响很大,只要有极少量的硫酸蒸汽存在,露点就会提高到373K以上。
而SO2对露点的影响则小得多,在相当大的浓度范围内,露点的波动不超过1K。
在接近露点温度时,SO3在烟气中几乎完全溶解于水蒸汽,硫酸蒸汽的分压P H2SO4就等于SO3的分压P SO3;而SO2的分压P SO2虽远大于P H2SO4,但SO2在烟气中极少溶解于水蒸汽而成为亚硫酸蒸汽,即亚硫酸蒸汽的分压P H2SO3接近于0,因而不能提高烟气的露点温度。
从SO2在空气中和水的离解平衡常数K298和K T来分析。
炼油加热炉烟气露点温度计算全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:炼油加热炉是石油炼制工艺中的重要设备,其作用是将原油加热至一定温度,使得其中的烃类物质分离出来,以便进一步提炼。
在炼油加热炉的操作过程中,由于燃烧产生的烟气中含有大量水蒸气和硫化氢等腐蚀性气体,对设备的腐蚀造成了很大的影响,因此需要对烟气中的露点温度进行准确计算。
露点温度是指在一定环境条件下,气体中的水蒸气由于降温而凝结并形成液体的温度。
在炼油加热炉中,烟气中的水蒸气和硫化氢等腐蚀性气体会在一定温度下形成酸性液滴,对设备内部金属材质造成腐蚀和损害。
炼油厂在炼油加热炉的设计和运行中,必须对烟气中的露点温度进行准确计算和控制,以保证设备的正常运行和使用寿命。
炼油加热炉烟气露点温度的计算方法可以根据不同的工艺条件而有所不同,一般可以采用经验公式或计算软件进行计算。
最常用的方法是采用经验公式来计算炼油加热炉烟气的露点温度。
根据烟气中的组分和含量,可以使用不同的公式来计算其露点温度,以便确定设备的腐蚀情况。
在计算炼油加热炉烟气露点温度时,需要考虑烟气中的主要组分,包括水蒸气、二氧化碳、硫化氢等,以及它们的浓度和温度。
根据这些参数,可以采用一定的经验关系式来计算烟气的饱和水蒸气压力和露点温度。
在计算过程中,还需考虑设备的运行条件和工艺参数,以确保计算结果的准确性和可靠性。
除了使用经验公式计算炼油加热炉烟气露点温度外,还可以借助计算软件来进行更精确和复杂的计算。
计算软件可以根据烟气的实时数据和设备的详细参数,自动进行计算和分析,提供更准确和可靠的结果。
这些软件通常包含了多种计算方法和模型,可以根据不同的情况进行选择和应用,以满足炼油加热炉的实际需要。
炼油加热炉烟气露点温度的计算是保证设备安全运行的重要环节,必须进行准确和可靠的计算,以减少设备的腐蚀和损害,延长设备的使用寿命。
通过采用适当的计算方法和工具,可以更好地控制炼油加热炉的运行质量和效率,提高生产效益和经济效益。
1 引言烟气酸露点的计算是理解低温腐蚀的起点,也为后面酸液冷凝、腐蚀环境的预测打下前提。
烟气的酸露点温度,已成为避免低温受热面腐蚀的关键参数,所以准确计算酸露点,能为设备的设计、安全、经济运行提供必要的依据和指导作用。
2 国内外酸露点经验计算公式的回顾 2.1按燃料中含硫量等成分来计算的经验式 2.1.1 《炉机组热力计算标准方法》经验估算公式ld A sld t S t fh +=∏∏αβ05.13℃ (2.1)式中:ld t -纯水蒸汽露点温度,℃,按烟气中水蒸汽分压力P H2O (%),由饱和湿空气表查取,也可按下式计算:2][ln 357.1ln 787.13715.622O H O H ld P P t ++=[2];∏S -燃料的折算硫分,netar ar Q S S,4182⨯=∏,g/KJ ;∏A -燃料的折算灰分,netar ar Q A A ,4182⨯=∏,g/KJ ; ar S 、ar A -燃料的收到基含硫量、灰分,%;netar Q ,-燃料的收到基低位发热量,kg kJ /;fh α-飞灰占总灰的份额,对煤粉炉0.8~0.9;β-与炉膛出过剩空气系数F α有关的系数:F α=1.2时,β=121;F α=1.4~1.5时,β=129:标准中取β=125该公式是20世纪50年代前苏联热工研究所(BTN)在试验数据基础上整理而成,主要适用于固体和液体燃料。
国内1983年上海发电设备成套设计研究所在茂名、北京二热、清镇等对该公式进行了实测验证,认为用苏联73年标准计算煤炉的烟气露点是安全的,但用这一公式计算油炉的烟气露点则明显偏低[3]。
前苏联文献则指出,73年标准方法对于含灰量高于35%,灰中碱性氧化物较高的燃煤炉,计算值要比实测值高25℃~50℃ 。
该标准计算式在公式结构上相对完整,可按燃料特性直接进行计算,在国内有一定验证实绩,我国电力行业大多采用该公式计算酸露点,目前对燃煤锅炉可考虑作为首选方法(注:在2000版俄罗斯锅炉热力计算标准中,该公式被继续保留下来)[4]。
7 烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果7.1 烟气中水蒸汽露点温度的计算当已知烟气中的含湿量dg(g/kg 干烟气)时,可按下式计算烟气中的水蒸汽露点温度(水露点)t DP :1) 当dg=3.8g/kg ~160g/kg 时:t DP.O=]})/804(lg[21433.0{491.7]})/804(lg[21433.0{908.236dg P d dg P d gd gg g d gg , ℃;(7.1-1) 2) 当dg=61g/kg ~825g/kg 时t ’DP ·O =]})/804(lg[20974.0{4962.7]})/804(lg[20974.0{1.238dg P d dg P d g d gg g d gg , ℃;(7.1-2) 式中:Pg ——烟气的绝对压力,kPa ;dg ——烟气含湿量g/kg 干烟气;ρg ——干烟气密度kg/Nm 3。
7.2 烟气酸露点温度的计算a. 按燃煤成分为基准的计算方法燃煤锅炉的烟气酸露点按下述公式计算:t Dp =t Dp.o +n sp S 05.1.)(31℃(7.2-1) 式中:t Dp.o ——烟气中纯水露点温度,按7.1确定。
S SP 。
——燃料折算硫分,%·g/kcal ,按可燃硫S c.ar 计算:S sP =S c.ar ×arnet Q .4182(7.2-1a) n ——指数,表征飞灰含量对酸露点影响的程度;n=αfly ·A sP 。
αfly ——飞灰份额,对煤粉炉αfly =0.8~0.9;。
烟气露点经验计算公式.doc (35 KB)一、低温腐蚀的原因:烟气进入低温受热面后,随着受热面的不断吸热,烟温逐渐降低,其中的水蒸汽可能由于烟温降低或在接触温度较低的受热面时发生凝结。
烟气中水蒸汽开始凝结的温度称为水露点,纯净水蒸汽露点决定于它在烟气中的分压力。
常压下燃用固体燃料的烟气中,水蒸汽的分压力PH2O=0.01~0.015MPa,水蒸汽的露点低达45~54℃,—般情况下不易在受热面上发生结露,而当锅炉燃用含硫燃料时,硫燃烧后全部或大部分生成二氧化硫,其中一部分二氧化硫(占总含量的1%左右)又在—定条件下进—步氧化生成三氧化硫(S03),S03 与烟气中的水蒸汽化合后生成硫酸蒸汽,硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点,酸露点比水露点要高得多,而且烟气中S03 含量愈高,酸露点愈高,酸露点可达110~160℃,当受热面的壁温低于酸露点时,这些酸就会凝结下来,对受热面金属产生严重的腐蚀作用,这种腐蚀称为低温腐蚀。
烟气露点的高低,表明了受热面低温腐蚀的范围大小及腐蚀程度高低,露点愈高,更多受热面要遭受腐蚀,而且腐蚀愈严重。
因此,烟气中酸露点是—个表征低温腐蚀是否会发生的指示。
烟气的酸露点与燃料含硫量和单位时间送入炉内的总硫量有关,而后者是随燃料发热量降低而增大的。
两者对露点的影响,综合起来可用折算硫分(SY ZS)。
而且,SY ZS 越高,燃烧生成S02 就越多,S03 也将增多,致使烟气露点升高。
当燃用固体燃料时,烟气中带有大量的飞灰粒子。
灰粒子含有钙和其它碱金属化合物,它们可以部分地吸收烟气中的硫酸蒸汽从而可以降低它在烟气中的浓度,使得烟气中酸蒸汽分压力降低,酸露点也降低。
烟气中飞灰粒子数量愈多,影响愈显著。
燃料中灰分对酸露点的影响可用折算灰分Ay ZS 与飞灰系数aFH 来表达。
综合上述影响因素,可用下列经验式估算烟气的酸露点:低温腐蚀还与烟气中S03 的生成份额有关。
二氧化硫进一步氧化生成S03 是在一定条件下发生的。
关于烟气露点的计算烟气中SO2含量为1800~4500mg/Nm³,HCl=200~300mg/Nm³,HF=20~30mg/Nm³。
粉尘=5~350 mg/Nm³,脱硫后SO2<400 mg/Nm³。
露点为50ºC。
在锅炉的设计和运行中,烟气露点是一个能清楚表达腐蚀能否发生的指标,在一定程度上也能表征腐蚀的程度。
对于燃用高硫煤的锅炉,烟气露点成为重要的影响技术经济指标的因素之一,还是影响除尘器工作效率的因素之一。
循环流化床烟气脱硫的关键技术之一是严格控制流化床入口的烟气温度,该温度越接近露点,脱硫效率越好,但是,此温度又必须维持在露点以上,否则会引起结露,导致设备堵塞和腐蚀,无法正常工作。
目前使用最为普遍的计算烟气露点的经验公式为:tsld=[ B (SarZS) 1/3/4396afhAarAS]+ tld [ºC] (1)式中,tsld--烟气的酸露点,ºC;tld --烟气的水蒸汽露点,ºC;B--与过量空气系数有关的常数,当at=1.4~15时,B=208;at=1.2时,B=195;SarZS,AarAS--收到基折算(每1000kJ的折算值)硫分及灰分,%;afh--飞灰占总灰分的数额。
SO3对露点的影响很大,只要有极少量的硫酸蒸汽存在,露点就会提高到373K以上。
而SO2对露点的影响则小得多,在相当大的浓度范围内,露点的波动不超过1K。
在接近露点温度时,SO3在烟气中几乎完全溶解于水蒸汽,硫酸蒸汽的分压PH2SO4就等于SO3的分压PSO3;而SO2的分压PSO2虽远大于PH2SO4,但SO2在烟气中极少溶解于水蒸汽而成为亚硫酸蒸汽,即亚硫酸蒸汽的分压PH2SO3接近于0,因而不能提高烟气的露点温度。
从SO2在空气中和水的离解平衡常数K298和KT来分析。
烟气露点经验计算公式.doc (35 KB)一、低温腐蚀的原因:烟气进入低温受热面后,随着受热面的不断吸热,烟温逐渐降低,其中的水蒸汽可能由于烟温降低或在接触温度较低的受热面时发生凝结。
烟气中水蒸汽开始凝结的温度称为水露点,纯净水蒸汽露点决定于它在烟气中的分压力。
常压下燃用固体燃料的烟气中,水蒸汽的分压力PH2O=~,水蒸汽的露点低达45~54℃,—般情况下不易在受热面上发生结露,而当锅炉燃用含硫燃料时,硫燃烧后全部或大部分生成二氧化硫,其中一部分二氧化硫(占总含量的1%左右)又在—定条件下进—步氧化生成三氧化硫(S03),S03 与烟气中的水蒸汽化合后生成硫酸蒸汽,硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点,酸露点比水露点要高得多,而且烟气中S03 含量愈高,酸露点愈高,酸露点可达110~160℃,当受热面的壁温低于酸露点时,这些酸就会凝结下来,对受热面金属产生严重的腐蚀作用,这种腐蚀称为低温腐蚀。
烟气露点的高低,表明了受热面低温腐蚀的范围大小及腐蚀程度高低,露点愈高,更多受热面要遭受腐蚀,而且腐蚀愈严重。
因此,烟气中酸露点是—个表征低温腐蚀是否会发生的指示。
烟气的酸露点与燃料含硫量和单位时间送入炉内的总硫量有关,而后者是随燃料发热量降低而增大的。
两者对露点的影响,综合起来可用折算硫分(SY ZS)。
而且,SY ZS 越高,燃烧生成S02 就越多,S03 也将增多,致使烟气露点升高。
当燃用固体燃料时,烟气中带有大量的飞灰粒子。
灰粒子含有钙和其它碱金属化合物,它们可以部分地吸收烟气中的硫酸蒸汽从而可以降低它在烟气中的浓度,使得烟气中酸蒸汽分压力降低,酸露点也降低。
烟气中飞灰粒子数量愈多,影响愈显著。
燃料中灰分对酸露点的影响可用折算灰分Ay ZS 与飞灰系数aFH 来表达。
综合上述影响因素,可用下列经验式估算烟气的酸露点:低温腐蚀还与烟气中S03 的生成份额有关。
二氧化硫进一步氧化生成S03 是在一定条件下发生的。
炼油加热炉烟气露点温度计算全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:炼油加热炉是炼油厂的重要设备之一,它通过加热原油以及其他原料来生产石油产品。
在加热炉的运行过程中,会产生大量烟气,其中含有各种有害物质。
为了降低烟气对环境的影响,有效监测和控制烟气的露点温度是非常重要的。
烟气露点温度是指在烟气中的水蒸气达到饱和时所对应的温度。
当烟气中含有大量水蒸气时,在较低温度下会形成露水或结霜,这样就会导致烟气管道和设备结霜、腐蚀等问题。
控制烟气的露点温度是保证设备正常运行和延长设备寿命的关键。
炼油加热炉产生的烟气通常含有多种成分,如水蒸气、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等。
根据不同成分的饱和水汽压力曲线和摩尔分数,可以计算出烟气的露点温度。
含有二氧化硫的烟气露点温度计算比较复杂,需要考虑硫酸盐的析出温度等因素。
烟气露点温度的计算方法有很多种,常用的包括潜热方法、浓度法、K-value法等。
潜热方法是在烟气中添加一种试剂,通过试剂的蒸发潜热来降低露点温度;浓度法是根据烟气中各种成分的摩尔分数来计算烟气的露点温度;K-value法则是通过测定冷却壁的温度来计算烟气的露点温度。
在实际应用中,要根据炼油加热炉烟气的具体成分和温度来选择合适的露点温度计算方法。
并且需要定期监测和检测烟气的露点温度,及时调整炉内参数,防止烟气在管道和设备中凝结导致腐蚀和结霜问题的发生。
炼油加热炉烟气露点温度的计算是炼油厂安全生产的重要环节,只有确保烟气的露点温度在合理范围内,才能有效防止设备腐蚀和结霜问题的发生,保障生产设备的正常运行和生产效率。
【2000字完】第二篇示例:炼油加热炉烟气露点温度计算炼油加热炉是炼油厂的重要设备之一,用于加热原油、裂化气油等原料,使其达到适合裂解、蒸馏等工艺需要的温度。
由于炉内燃烧产生的烟气含有水蒸气和其他各种气体成分,当烟气冷却到一定温度时,其中的水蒸气会凝结成液体,形成露点。
露点温度是指在一定条件下,烟气中的水蒸气开始凝结为液体的温度,是炉烟中水汽的饱和温度。
烟气露点经验计算公式.doc (35 KB)一、低温腐蚀的原因:烟气进入低温受热面后,随着受热面的不断吸热,烟温逐渐降低,其中的水蒸汽可能由于烟温降低或在接触温度较低的受热面时发生凝结。
烟气中水蒸汽开始凝结的温度称为水露点,纯净水蒸汽露点决定于它在烟气中的分压力。
常压下燃用固体燃料的烟气中,水蒸汽的分压力PH2O=0.01~0.015MPa,水蒸汽的露点低达45~54℃,—般情况下不易在受热面上发生结露,而当锅炉燃用含硫燃料时,硫燃烧后全部或大部分生成二氧化硫,其中一部分二氧化硫(占总含量的1%左右)又在—定条件下进—步氧化生成三氧化硫(S03),S03 与烟气中的水蒸汽化合后生成硫酸蒸汽,硫酸蒸汽的凝结温度称为酸露点,酸露点比水露点要高得多,而且烟气中S03 含量愈高,酸露点愈高,酸露点可达110~160℃,当受热面的壁温低于酸露点时,这些酸就会凝结下来,对受热面金属产生严重的腐蚀作用,这种腐蚀称为低温腐蚀。
烟气露点的高低,表明了受热面低温腐蚀的范围大小及腐蚀程度高低,露点愈高,更多受热面要遭受腐蚀,而且腐蚀愈严重。
因此,烟气中酸露点是—个表征低温腐蚀是否会发生的指示。
烟气的酸露点与燃料含硫量和单位时间送入炉内的总硫量有关,而后者是随燃料发热量降低而增大的。
两者对露点的影响,综合起来可用折算硫分(SY ZS)。
而且,SY ZS 越高,燃烧生成S02 就越多,S03 也将增多,致使烟气露点升高。
当燃用固体燃料时,烟气中带有大量的飞灰粒子。
灰粒子含有钙和其它碱金属化合物,它们可以部分地吸收烟气中的硫酸蒸汽从而可以降低它在烟气中的浓度,使得烟气中酸蒸汽分压力降低,酸露点也降低。
烟气中飞灰粒子数量愈多,影响愈显著。
燃料中灰分对酸露点的影响可用折算灰分Ay ZS 与飞灰系数aFH 来表达。
综合上述影响因素,可用下列经验式估算烟气的酸露点:低温腐蚀还与烟气中S03 的生成份额有关。
二氧化硫进一步氧化生成S03 是在一定条件下发生的。
烟气酸露点计算及控制低温腐蚀的设计优化一、引言燃煤、燃油以及其他含硫化合物的燃料在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫,这些二氧化硫进入大气中形成二氧化硫的雾霾,对人们的健康和环境造成了极大的危害。
为了减少二氧化硫的排放量,大多数燃煤电厂和工业企业都会将烟气中的二氧化硫经过脱硫处理,将其转化为硫酸,然后进行排放。
硫酸雾气在大气中会形成酸雨,对环境造成新的污染问题。
煤电厂和工业企业在处理二氧化硫的还需要关注烟气中的硫酸含量,特别是酸露点温度。
酸露点是指在一定的温度下,硫酸会从气体中凝结成酸雨。
酸露点温度的计算和控制对于预防烟囱内外的设备腐蚀以及环境保护至关重要。
在本文中,将介绍烟气酸露点的计算方法,并结合设计优化的方法,探讨烟气酸露点的控制以及设计低温腐蚀的优化方案。
二、烟气酸露点计算方法烟气中的硫酸露点温度是指在一定的温度下,气体中的硫酸从气态转化为液态。
硫酸的露点温度主要受气体中硫酸含量、水蒸气和温度的影响。
1. 烟气中硫酸含量的计算烟气中的硫酸含量可以通过烟气中硫含量和燃料中硫含量的测量计算得出。
硫酸含量的测量可以采用化学分析法或者在线连续监测仪器。
烟气中的水蒸气含量可以通过湿度检测仪器测量得出。
一般来说,煤燃烧的烟气中的水蒸气含量较高,这会加速硫酸的凝结。
3. 硫酸露点温度的计算根据上述硫酸含量和水蒸气含量的测量结果,可以利用经验公式或者软件进行酸露点温度的计算。
常用的计算方法包括K-value法、Dew point法等。
K-value法是一种简便的计算方法,适用于一般工况下的酸露点温度的估算。
三、低温腐蚀的设计优化低温腐蚀是指在低温条件下,金属表面受到硫酸雾液的腐蚀。
为了预防低温腐蚀,需要从以下几个方面进行设计优化。
1. 金属材料的选择在设备的设计中,应该选择具有良好抗腐蚀性能的材料,如耐酸不锈钢、耐酸合金等。
这些材料在高酸和高湿度气氛下具有较好的抗腐蚀性能,可有效预防低温腐蚀的发生。
2. 设备的防护措施对于燃煤电厂和工业企业的设备,可以通过喷涂防腐(如耐酸喷涂)或者使用耐腐蚀的涂层,将金属表面进行保护,防止硫酸雾液的直接接触。
关于烟气露点的计算烟气中SO2含量为1800~4500mg/Nm³,HCl=200~300mg/Nm³,HF=20~30mg/Nm³。
粉尘=5~350 mg/Nm³,脱硫后SO2<400 mg/Nm³。
露点为50ºC。
在锅炉的设计和运行中,烟气露点是一个能清楚表达腐蚀能否发生的指标,在一定程度上也能表征腐蚀的程度。
对于燃用高硫煤的锅炉,烟气露点成为重要的影响技术经济指标的因素之一,还是影响除尘器工作效率的因素之一。
循环流化床烟气脱硫的关键技术之一是严格控制流化床入口的烟气温度,该温度越接近露点,脱硫效率越好,但是,此温度又必须维持在露点以上,否则会引起结露,导致设备堵塞和腐蚀,无法正常工作。
目前使用最为普遍的计算烟气露点的经验公式为:t sld=[ B (S ar ZS) 1/3/4396a fh A ar AS]+ t ld [ºC] (1)式中,t sld--烟气的酸露点,ºC;t ld--烟气的水蒸汽露点,ºC;B--与过量空气系数有关的常数,当a t=1.4~15时,B=208;a t=1.2时,B=195;S ar ZS,A ar AS--收到基折算(每1000kJ的折算值)硫分及灰分,%;a fh--飞灰占总灰分的数额。
SO3对露点的影响很大,只要有极少量的硫酸蒸汽存在,露点就会提高到373K以上。
而SO2对露点的影响则小得多,在相当大的浓度范围内,露点的波动不超过1K。
在接近露点温度时,SO3在烟气中几乎完全溶解于水蒸汽,硫酸蒸汽的分压P H2SO4就等于SO3的分压P SO3;而SO2的分压P SO2虽远大于P H2SO4,但SO2在烟气中极少溶解于水蒸汽而成为亚硫酸蒸汽,即亚硫酸蒸汽的分压P H2SO3接近于0,因而不能提高烟气的露点温度。
从SO2在空气中和水的离解平衡常数K298和K T来分析。
7 烟气露点计算及烟囱冷凝水量计算方法及结果 7.1 烟气中水蒸汽露点温度的计算
当已知烟气中的含湿量dg(g/kg 干烟气)时,可按下式计算烟气中的水蒸汽露点温度(水露点)t DP :
1) 当dg=3.8g/kg ~160g/kg 时:
t DP.O =
]}
)/804(lg[
21433.0{491.7]})/804(lg[
21433.0{908.236dg
P d dg
P d g d g g g d g
g +⋅+-+⋅+••ρρ , ℃;
(7.1-1)
2) 当dg=61g/kg ~825g/kg 时
t ’DP ·O =]}
)/804(lg[20974.0{4962.7]}
)/804(lg[
20974.0{1.238dg P d dg
P d g d g
g g d g
g +⋅+-+⋅+••ρρ , ℃;
(7.1-2)
式中:
Pg ——烟气的绝对压力, kPa ; dg ——烟气含湿量 g/kg 干烟气; ρg ——干烟气密度
kg/Nm 3。
7.2 烟气酸露点温度的计算 a. 按燃煤成分为基准的计算方法
燃煤锅炉的烟气酸露点按下述公式计算:
t Dp =t Dp.o +n
sp S 05
.1.)
(3
1β ℃ (7.2-1)
式中: t Dp.o ——烟气中纯水露点温度,按7.1确定。
S SP 。
——燃料折算硫分,%·g/kcal ,按可燃硫S c.ar 计算: S sP =S c.ar ×
ar
net Q .4182
(7.2-1a)
n ——指数,表征飞灰含量对酸露点影响的程度; n=αfly ·A sP 。
αfly ——飞灰份额,对煤粉炉αfly =0.8~0.9;
A sP ——燃料折算灰分 A sP =A ar ×
ar
net Q .4182
(7.2-1b)
β——与炉膛出口过剩空气系数F α有关的参数,F α=1.2时β=121;F
α=1.4~1.5时,β=129。
一般工程计算中可取β=125。
b. 按烟气成分为基准的计算方法 1、参考式1(推荐作为下限式):
t Dp =255+27.6 lgPso 3+18.7 lg O H P 2
, ℃
(7.2-2)
式中: Pso 3——烟气中SO 3分压力,at
O H P 2——烟气中水蒸汽分压力,at
Pso 3=
awg
ar
c awg
SO SO V S Kso Pg V V K .33007.02
⋅=
⋅·Pg
(7.2-2a)
Pg ——烟气绝对压力,按at ;
Kso 3——SO 3转化率,对煤粉炉K SO3=0.5%~2%(0.005~0.02),煤的含硫
量高时取下限,含硫量低时取上限1)。
1) 当计及煤中飞灰碱性成份对SO3吸收作用影响时,实际上的转化率3SO K 值将变小。
2、参考式2(推荐作为上限式):
t DP =186+26 lgSO 3+20 lgH 2O, ℃
(7.2-3)
式中: SO 3——烟气中SO 3容积份额,% SO 3=
100100233⨯•=⨯awg
SO SO awg SO V V
K V V % (7.2-3a)
H 2O ——烟气中水蒸汽容积份额,%
H 2O=
1002⨯awg
O
H V V % (7.2-3b)
c. SCR 脱硝装置出口烟气酸露点的计算
烟气通过SCR 烟气脱硝装置时因SCR 催化作用而形成新的SO 3转化率,此时烟气酸露点温度的增幅可按下式估算:
()[]
333/lg 26.SO SO SCR SO DP K K K t +=∆
(7.2-3b)
式中:
3.SO SCR K ——烟气通过SCR 催化剂时形成的SO 3转化率,一般可按1%(0.01)选
取。
Kso 3——SO 3转化率,对煤粉炉K SO3=0.5%~2%(0.005~0.02),煤的含硫量高时取下限,含硫量低时取上限1)。
根据上述公式进行计算,本工程烟气的酸露点温度为:118℃。
7.3 烟囱冷凝水量的计算
不设GGH 的脱硫装置在投运时烟囱入口的烟气为湿饱和烟气。
由于烟囱外壁的散热作用,烟囱内壁的温度略低于烟气温度,烟气中的饱和水蒸汽在烟囱内壁易凝结形成液态水。
但由于缺少实测数据和精确的计算公式,对烟囱内烟气温降和凝结水量的理论计算难于实现。
因此,工程中通常采用近似的经验公式进行烟囱内烟气温降和凝结水量的计算。
根据对某电厂烟囱内烟气的温降实测结果,烟囱中烟气每升高12 m 降低约1℃。
烟囱中烟气温降(ΔT)的近似经验计算式:
ΔT=13*(ΔH/150)*(250/P)*(D/6)*(Δt/105) ≈0.035ΔHDΔt/P ℃ (1)
式中ΔH 为烟气出入口高度差,m ;P 为烟囱对应的机组总容量,MW ;D 为烟囱出口内径,m ;Δt 为烟气与环境空气的温差,℃。
湿饱和烟气的凝结水量可根据热平衡方法进行计算,即烟囱的散热量等于烟囱内饱和烟气中水蒸汽凝结时的放热量。
烟囱内湿饱和烟气的凝结水量Q 的计算如下:
Q=cV△T/R kg/h (2)
式中c─烟气平均比定压热容,1.38kJ/(Nm3·K);
V─烟气量,Nm3/h(标准状态);
△T─烟气在烟囱内的温降,K;
R─水蒸汽的汽化潜热,kJ/kg。
本工程脱硫后饱和烟气中水蒸汽的汽化潜热为2594kJ/kg,则根据有关数据及公式(1) 、(2)计算烟囱内烟气温降和凝结水量见表1。
表1 烟囱内烟气的凝结水量
由表1可见,饱和烟气的凝结水量受环境温度的影响较大,冬季的凝结水量明显多于夏季。
本工程年平均凝结水量约为6.21 t/h,按机组年利用小时数6500小时计算,两台机组每年可回收用于脱硫的烟囱凝结水约4.0万吨。