SNCR 脱硝相关计算
有一日产2500吨水泥熟料生产线,已知窑尾烟气量V0=280 000Nm3/h(温度T0, 压力P0, 密度ρ,0,各物质体积分数:yco2,yN2,yH2O,yO2, …),NOX 含量 800mg/Nm3(NO占92.5%,NO2 占7.5%)。计划才采用SNCR 技术经行烟气脱硝,脱硝率η=60%,脱硝剂采用ω=25%氨水(相对密度0.9070, ),基准态下氨的逃逸率γ=5ppm。问(1)正常运行下每小时氨水用量;(2)正常运行下能耗增加量,(假定原煤热值5500kCal/kg)。 解:(1)
主反应方程式表达式:
副反应方程式表达式:
假定氨水输送过程中没有损失,氨水全部气化,氨气在窑尾气中按气体比例发生式—
(1)、式—(2)反应,无其他副反应发生。
理论氨水用量计算:
方法一、化学方程式法
① NOX 排放量计算
合每小时NOX 排放224千克
NO 排放量MNO =224kg/h×92.5%=207.2kg/h
NO2排放量MNO2=224kg/h×7.5%=16.8kg/h
② NOX 处理量计算:
NO 处理量MNO ’= MNO ×η=207.2kg/h×60%=124.32kg/h
NO2处理量MNO2’= MNO2×η=16.8kg/h×60%=10.08kg/h
③ 氨用量计算:
参与NO 反应氨用量计算
参与NO2反应氨用量计算
逃逸氨量计算
m3=V0×γ=280 000Nm3/h×5mg/Nm3×10-6kg/mg=1.40kg/h
理论氨用量
m =m1+m2 +m3=70.45kg/h+7.45kg/h+1.40 kg/h=79.30kg/h
④ 理论氨水用量计算
M =m ÷ω=79.30kg/h÷25%=317.20kg/h
方法二、公式法
尾气中NO 、NO2浓度计算
理论NH3/NOx比计算
另K=n(NH3)
/n(NOx)
理论氨用量计算
理论氨水用量计算
小结:实际运行中,总会伴随副反应的发生,假定副反应氨损在5%,实际25%氨水用
量在334kg/h左右,合0.37m3/h。
(2)
① 氨水吸热量计算
氨物性参数
20℃液氨汽化热1336.97kJ/kg ;20-950℃气氨定平均压比热容 2.112kJ/(kg•℃) 水的物性参数
100℃一个大气压下饱和水蒸汽焓值2676.3kJ/kg,20℃液态水焓值83.86 kJ/kg ;100-950℃水蒸汽平均定压比热容2.01kJ/(kg·℃)
假定 25%氨水以20℃理想液体进料,升温至950℃,理论氨流量79.20kg/h,理论水流量237.6 kg/h
水吸收热量计算
Q1=[(2676.3-83.86)+(950-100)×2.01]×237.6=1021903.34kJ/h
氨吸热量计算
Q2=[1336.97+(950-20) ×2.112] ×79.20=284067.86 kJ/h
25%氨水吸热量计算
Q=Q1+Q2=1021903.34+284067.86=1269971.20 kJ/h 折43.39 kgce/h
② 氨的制备供应系统能耗计算
质量分数为25%氨水一般通过两种途径获得。
直接购买质量分数为25%氨水,买回液氨进行稀释。
假定水泥厂有2个氨水储罐,互为备用,备用时间5天。以直接购买合格氨水为例进行热量衡算如下:
卸氨泵如选用32CQF-15磁力泵,参数N=1.1kW,H=15m,Q=6.6m3/h,正常卸氨时,磁力泵出口流量在5.6 -6.6m3/h,由磁力泵特性曲线获悉对应功率1.0-1.1kW 。
单位体积氨水卸氨能耗计算:
水输送采用多级离心磁力泵,每小时耗能约0.75kw.h
即输送过程每小时氨水耗能0.81kw.h ,合0.10kce/h。
③ 喷吹系统压缩空气能耗计算
喷吹系统吹灰器,以每千克氨水消耗0.25Nm3
压缩空气计算,每小时压缩空气用量 V 气=0.25×334=83.5m3/h,合3.34kgce/h ④ 其它
弱电、照明、氮气、仪表风、风机等其它能耗约2.0kgce/h。
总增加能耗计算
假定以上工艺参数合理,则总能耗为:
E=43.39+0.1+3.34+2.0=48.83kgce
即每小时增加能耗48.83kgce, 折原煤62.15kg
SNCR 脱硝相关计算
有一日产2500吨水泥熟料生产线,已知窑尾烟气量V0=280 000Nm3/h(温度T0, 压力P0, 密度ρ,0,各物质体积分数:yco2,yN2,yH2O,yO2, …),NOX 含量 800mg/Nm3(NO占92.5%,NO2 占7.5%)。计划才采用SNCR 技术经行烟气脱硝,脱硝率η=60%,脱硝剂采用ω=25%氨水(相对密度0.9070, ),基准态下氨的逃逸率γ=5ppm。问(1)正常运行下每小时氨水用量;(2)正常运行下能耗增加量,(假定原煤热值5500kCal/kg)。 解:(1)
主反应方程式表达式:
副反应方程式表达式:
假定氨水输送过程中没有损失,氨水全部气化,氨气在窑尾气中按气体比例发生式—
(1)、式—(2)反应,无其他副反应发生。
理论氨水用量计算:
方法一、化学方程式法
① NOX 排放量计算
合每小时NOX 排放224千克
NO 排放量MNO =224kg/h×92.5%=207.2kg/h
NO2排放量MNO2=224kg/h×7.5%=16.8kg/h
② NOX 处理量计算:
NO 处理量MNO ’= MNO ×η=207.2kg/h×60%=124.32kg/h
NO2处理量MNO2’= MNO2×η=16.8kg/h×60%=10.08kg/h
③ 氨用量计算:
参与NO 反应氨用量计算
参与NO2反应氨用量计算
逃逸氨量计算
m3=V0×γ=280 000Nm3/h×5mg/Nm3×10-6kg/mg=1.40kg/h
理论氨用量
m =m1+m2 +m3=70.45kg/h+7.45kg/h+1.40 kg/h=79.30kg/h
④ 理论氨水用量计算
M =m ÷ω=79.30kg/h÷25%=317.20kg/h
方法二、公式法
尾气中NO 、NO2浓度计算
理论NH3/NOx比计算
另K=n(NH3)
/n(NOx)
理论氨用量计算
理论氨水用量计算
小结:实际运行中,总会伴随副反应的发生,假定副反应氨损在5%,实际25%氨水用
量在334kg/h左右,合0.37m3/h。
(2)
① 氨水吸热量计算
氨物性参数
20℃液氨汽化热1336.97kJ/kg ;20-950℃气氨定平均压比热容 2.112kJ/(kg•℃) 水的物性参数
100℃一个大气压下饱和水蒸汽焓值2676.3kJ/kg,20℃液态水焓值83.86 kJ/kg ;100-950℃水蒸汽平均定压比热容2.01kJ/(kg·℃)
假定 25%氨水以20℃理想液体进料,升温至950℃,理论氨流量79.20kg/h,理论水流量237.6 kg/h
水吸收热量计算
Q1=[(2676.3-83.86)+(950-100)×2.01]×237.6=1021903.34kJ/h
氨吸热量计算
Q2=[1336.97+(950-20) ×2.112] ×79.20=284067.86 kJ/h
25%氨水吸热量计算
Q=Q1+Q2=1021903.34+284067.86=1269971.20 kJ/h 折43.39 kgce/h
② 氨的制备供应系统能耗计算
质量分数为25%氨水一般通过两种途径获得。
直接购买质量分数为25%氨水,买回液氨进行稀释。
假定水泥厂有2个氨水储罐,互为备用,备用时间5天。以直接购买合格氨水为例进行热量衡算如下:
卸氨泵如选用32CQF-15磁力泵,参数N=1.1kW,H=15m,Q=6.6m3/h,正常卸氨时,磁力泵出口流量在5.6 -6.6m3/h,由磁力泵特性曲线获悉对应功率1.0-1.1kW 。
单位体积氨水卸氨能耗计算:
水输送采用多级离心磁力泵,每小时耗能约0.75kw.h
即输送过程每小时氨水耗能0.81kw.h ,合0.10kce/h。
③ 喷吹系统压缩空气能耗计算
喷吹系统吹灰器,以每千克氨水消耗0.25Nm3
压缩空气计算,每小时压缩空气用量 V 气=0.25×334=83.5m3/h,合3.34kgce/h ④ 其它
弱电、照明、氮气、仪表风、风机等其它能耗约2.0kgce/h。
总增加能耗计算
假定以上工艺参数合理,则总能耗为:
E=43.39+0.1+3.34+2.0=48.83kgce
即每小时增加能耗48.83kgce, 折原煤62.15kg