氨法脱硫工艺模板.doc

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 小组组员：刘利华、刘思佳、刘圆圆、 齐贺军、石阔、樊世昊 完成日期：6月4日 人员分工姓名学号负责领域刘利华产品后处理、经济预算、制图刘思佳烟囱和人梯设置、制图、文字排版刘圆圆经济预算、吸收塔尺寸及相关计算、设计说明齐贺军封头及裙座设计计算、制图、设计说明石阔管道选型及其计算、保温层设计孙晓庆吸收塔尺寸及相关计算、制图、设计说明樊世昊风机及泵计算和选型前 言伴随含硫燃料燃烧产生SO2对环境危害增大，氨法烟气脱硫工艺越来越受重视。本设计是采取氨做吸收剂除去烟气中SO2，属于气液相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，能保持脱硫效率95-99%，且无二次污染。氨在水中溶解度超出20%。1995年氨法技术作为国家关键科技攻关项目列入“十五”863计划。氨法脱硫副产品硫胺是一个性能优良氮肥，适合中国农业大国国情。氨回收法脱硫技术是拥有中国自主知识产权脱硫技术，所以投资更少、从长远角度更有利于在中国长久和全方面推广。With ulfur fuel combustions increase resulting in SO2 harm to the environent serious, ammonia flue gas desulfurization process is being payed more and more attention,.the process uses ammonia in the flue gas to absorb SO2, belongs to the gas phase reaction, the reaction rate is fast and the absorbent utilization is high, 95-99% desulfurization efficiency can be maintained, and no secondary pollution. Ammonia solubility in water is more than 20%. 1995 ammonia technology as a key national scientific and technological project is contained in the 15th 863 plan. Thiamine ammonia desulfurization by product is an excellent nitrogen fertilizer, suitable for Chinas national conditions of agricultural country. Ammonia Recovery Act desulfurization technology is to have our own intellectual property, and therefore factories can pay less investment and in long-term perspective, it is more conducive and worth comprehensive promotion.目 录前 言I目 录II第一章 设计概论11.1 产品现实状况11.2 设计概况11.3 编制依据11.4 可行性分析2第二章 脱硫技术介绍42.1 脱硫技术原理和工艺路线42.1.1 技术原理42.1.2 工艺路线52.2 喷淋塔概况62.2.1 喷淋塔基础结构62.2.2 流向选择72.2.3 吸收剂选择72.3 副产品后处理过程8第三章 塔设备计算说明93.1 物料衡算93.2 塔内烟气流速113.3 塔内标准状态下烟气量113.4 喷淋塔设计123.4.1 喷淋塔塔高123.4.2 喷淋塔壁厚173.4.3 喷淋塔塔径183.4.4 喷淋塔喷淋层193.5 保温层设计203.6 手孔、人孔设计223.7 吸收塔封头选择跟计算22第四章 工艺隶属设备计算及选型244.1 烟囱计算及选型244.2 管道管径计算及选型264.3 增压风机计算及选型264.4 氧化风机计算及选型294.5 氨水输送泵计算及选型294.6 浆液循环泵计算及选型304.7 侧进式搅拌器314.8 翅式换热器314.9 操作平台和梯子设计32第五章 硫酸铵后处理设备355.1 离心泵设计355.1.1 离心泵结构355.1.2 气缚现象365.1.3 离心泵选型365.2 旋流器375.3 喷雾干燥器395.4 脱硫塔贮存罐40第六章 副产品处理416.1 生产硫酸铵结晶原理416.2 影响硫酸铵结晶颗粒大小原因416.3 硫酸铵相关计算42第七章 成本结算和利润空间447.1 设备费用447.2 年运行费用44第八章 工艺安全防护及优化488.1 氨泄漏预防和应急方法488.2 避雷方法488.3 工艺优化49第九章 设计心得50参考文件51附 录52第一章 设计概论1.1 产品现实状况伴随中国经济发展，工业化生产日益增加，SO2排放也逐步增多。据统计，中国SO2排放量现在居世界首位。大量二氧化硫排放，使中国酸雨污染面积快速扩大，经济损失严重，每十二个月仅酸雨污染给森林和农作物造成直接经济损失达几百亿元。为了深入响应国家“十二五计划”政策，深入提升中国环境整体质量，加紧国产脱硫技术和设备研究、开发、推广和应用，实现酸雨和SO2污染控制目标成为了首要目标。所以研究开发适合中国国情烟气脱硫技术和装置，吸收消化国外优异脱硫技术是目前迫切任务。1.2 设计概况本设计中所需处理二氧化硫起源于铜矿冶炼，因为环境保护要求，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，烟气成份复杂，除含有硫化物以外，还含有大量电尘、HCl、HF等其它杂质。现采取氨法吸收脱硫工艺，将二氧化硫排放量降低到标准要求50mg/m3。1.3 编制依据 设计任务书提供技术支持 GB/T13201-91 制订地方大气污染物排放标准技术方法 HJ462- 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- 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- 锅炉房设计规范 DB65/2154- 燃煤锅炉大气污染物排放标准1.4 可行性分析确定设计方案总标准是在可能条件下，尽可能采取科学技术上最新成就，使生产达成技术上最优异、经济上最合理、生产可行要求，符合优质、高产、安全、低消耗标准。为此，必需具体考虑以下几点：工艺分析氨法脱硫技术优势显著，在脱除烟气中二氧化硫时，不产生二氧化碳(钙法每脱除1吨二氧化硫同时产生0.7吨二氧化碳）、废水、废液和废渣。氨法技术脱硫同时含有脱硝能力，现在很多烟气脱硫装置经检测脱硝率均在30以上，假如以后环境保护排放标准提升，现在氨法装置略加改善，脱硝率可达50。氨法脱硫装置能够利用原锅炉引风机潜力，大多无需新配增压风机；即便原风机无潜力，也可合适进行风机改造或增加小压头风机即可。所以系统耗电量较常规脱硫技术降低50以上。经济分析应对市场情况作合适综合分析，估量产品现在和未来市场需求。设计应符合能量充足有效合理利用和节能标准，符合常常生产费用和设备投资费用综合核实最经济标准，符合有用物料高回收率、低损耗率标准，也即近代所提出“优构低耗高效”标准。具体来说，就是设备费用和操作费用应尽可能低。设备费用关键包含塔体、隶属设备、管材费用和加工、基建费用等，也是初投资一次性费用。操作费用关键为电能消耗，和多种物料、材料消耗。降低生产成本是各部门常常性任务，所以在设计时，每种设备型号选定、零部件设计，每一个工艺参数确实定，是否合理利用热能，采取哪种加热方法，和钙硫比和其它操作参数是否选得适宜等，全部需要进行考虑。而对这两种费用影响又往往是矛盾，所以确定设计方案要全方面考虑，努力争取总费用尽可能低部分。所以，在进行选择时要结合具体条件，选定最好方案。性能分析优异性，应对现在工厂生产上和设备上存在问题提出改善方案和改善方法，并尽可能采取中国外最新技术结果。安全性，对易燃、易爆、有腐蚀物料，在设计时应格外注意，全部应采取对应设备和操作参数以确保。又如，塔是指定在常压下操作，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，全部会使塔受到破坏，所以需要安全装置。可靠性和稳定性，现代化生产应优先考虑运行安全可靠和操作稳定易控这一标准。采取可靠性强，易于控制和易确保安全生产技术和设备。第二章 脱硫技术介绍2.1 脱硫技术原理和工艺路线2.1.1 技术原理氨法脱硫工艺1是用氨吸收剂吸收烟气中二氧化硫，吸收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。关键包含吸收、氧化和结晶过程。（1）吸收过程：在吸收塔中，烟气中SO2和氨吸收剂接触后，发生以下反应:在吸收过程中所生成酸式盐NH4HSO3对SO2不含有吸收能力，伴随吸收过程进行，吸收液中NH4HSO3数量增多，吸收液吸收能力下降，所以需向吸收液中补充氨，使部分NH4HSO3转化为(NH4)2SO3，以保持吸收液吸收能力。（2）氧化过程氧化过程实际上是用压缩空气将吸收液中亚硫酸盐转变为硫酸盐，关键氧化反应以下:氧化过程可在吸收塔内进行，也可在吸收塔后设置专门氧化塔。而在氧化塔中发生氧化反应仅有上面第二步反应，这是因为吸收液在进氧化塔前已经过加氨中和，使其中NH4HSO3全部转变为(NH4)2SO3 ，以预防二氧化硫逸出。（3）结晶过程氧化后吸收液经加热蒸发，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余热，亦可用蒸汽。2.1.2 工艺路线多年来中国发展了烟气氨法脱硫，使工艺技术得到完善和提升。现在工业化运行多个氨法烟气脱硫,虽具体设备结构及布局有所不一样，但工艺步骤基础相同，脱硫装置大致可分为脱硫液浓缩、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 氨法脱硫工艺步骤图2.2 喷淋塔概况2.2.1 喷淋塔基础结构喷淋塔关键特点是氨水经过循环泵作用从上向下喷射。将塔体和滤浆池设计成一个整体，滤浆池既是塔体基础，也是搜集下落浆液容器。喷淋塔喷淋层喷淋层设计首先要满足脱硫效率要求，现在对于系统脱硫效率不低于95%吸收塔，喷淋层设计配置为3-5层，在满足吸收SO2所需比表面积同时，满足不一样锅炉负荷和含硫量要求，同时把喷淋造成压力损失降低到最小，采取较多喷淋层设计，一次性建设投资成本相对较高，但负荷适应性和调整性能很好，运行经济性很好3。除雾器喷淋塔内除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中雾滴浓度应该小于75mg/m3。除雾器通常设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直部署）或出口烟道（高流速烟气水平部署),通常为二级除雾器。除雾器设置冲洗水，间歇冲洗除雾器。氨法脱硫采取关键是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。喷淋塔选材及防腐塔本体：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天然矿石等为关键原料，岩棉板经高温熔融成纤，加入适量粘结剂，固化加工而制成。岩棉板产品适适用于工业设备、建筑、船舶绝热、隔音等。建筑用岩棉板含有优良防火、保温和吸音性能。它关键用于建筑墙体、屋顶保温隔音；建筑隔墙、防火墙、防火门和电梯井防火和降噪。离心泵离心泵通常由电动机带动，在开启泵前，泵体及吸入管路内充满液体。当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间液体一道旋转，因为离心力作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘（流速可增大至1525m/s），动能也随之增加。当液体进入泵壳后，液体流速逐步降低，一部分动能转变为静压能，于是液体以较高压强沿排出口流出。和此同时，叶轮中心处因为液体被甩出而形成一定真空，而液面处压强Pa比叶轮中心处要高，所以，吸入管路液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转，液体也连续不停被吸入和压出。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，而制成产品一个方法。原料液能够是溶液、乳浊液和悬浮液体，能够是膏状物体或熔融状态物质。喷雾干燥和其它干燥方法相比，其干燥过程很快，通常为1530秒，甚至几秒钟。2.2.2 流向选择逆流运行有利于烟气和吸收液充足接触，但阻力损失比逆流式大。而顺流又可增大了烟气和雾化液滴接触时间。为使过程含有最大接触时间，吸收操作采取逆流吸收。其次使烟气逆时针方向进人脱硫塔，和经过雾化器以顺时针方向进人脱硫塔浆液雾滴形成逆向运动，深入确保雾滴和烟气气充足均匀接触反应。2.2.3 吸收剂选择吸收操作是气液两相之间接触传质过程，吸收操作成功是否在很大程度上决定于吸收剂性质，尤其是，吸收剂和气体混合物之间相平衡关系。本课程设计设备选8%氨水作为吸收剂，易于获取，价格低廉，而且吸收效果很好。2.3 副产品后处理过程塔内生成亚硫酸铵溶液和氧化风机通入空气进行氧化反应，亚硫酸铵全部被氧化成硫酸铵，氧化后硫酸铵溶液经过离心泵流出浆液池，经旋流器脱水后浆液经过离心机深入脱水，此时，硫酸铵浆液质量分数为74%。含有水分200kg/h由喷雾干燥器深入干燥（干燥后产硫酸铵含水分则液体在塔内呈湍流流动，相对摩擦系数= 0.0008图 3-1 摩擦系数和雷诺系数及相关粗糙关系e由上图可知，摩擦系数=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为1127.3Pa3.2 塔内烟气流速高烟气流速还可合适降低吸收塔和塔内件几何尺寸，提升吸收塔性价比。在吸收塔中，烟气流常为34.5m/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）吸收塔进口烟气量Va(m3/s)计算依据标准情况下理想气体状态方程PV=nRT,将操作条件下处理量换算成标准情况处理量：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=35.863000mg/m3=244.0g/sV=85.4L/s0.0854m3/s（2）蒸发水分流量V2 (m3/s)计算烟气在喷淋塔内被氨液直接淋洗，温度降低，吸收液蒸发，烟气流速快速达成饱和状态，烟气水分由6%增至13%，则增加水分体积流量V2(m3/s)为：V2=0.0781.33 (m3/s)=5.7(m3/s)（标准状态下）（3）氧化空气剩下氮气量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影响是不能够忽略，所以应该将这部分空气计算在内。假设空气经过氧化风机进入喷淋塔后，当中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摩尔氧气。(假设空气中每千克含有0.23千克氧气)又VSO2=0.0854 m3/s 质量流率G SO2=0.0854*1000/22.4*64g/s=0.244 kg/s依据物料守蘅,总共需要氧气质量流量GO2=0.2440.5kg/s=0.122Kg/s该质量流量氧气总共需要空气流量为G空气=GO2/0.23=0.53Kg/s标准状态下空气密度为1.293kg/ m3 故V空气=0.53/1.293(m3/s)=0.410 (m3/s)V3=(1-0.23)V空气=0.770.410m3/s=0.316 m3/s总而言之，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3.4.1 喷淋塔塔高喷淋塔塔高分为：除雾区高度、吸收区高度、浆液池高度和烟气进出口塔高。1、喷淋塔除雾区（h1）设计（含除雾器计算和选型）除雾器选型折流板除雾器折流板除雾器是利用液滴和某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集，气体经过曲折挡板，流线数次偏转，液滴则因为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距离为20-30mm，对于垂直安置，气体平均流速为23m/s；对于水平放置，气体流速通常为610m/s。气体流速过高会引发二次夹带。1）数量：2套2）类型：V型 级数：2级3）作用：除去吸收塔出口烟气中水滴，方便降低烟囱出烟口灰尘量。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。除雾器冲洗覆盖率冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面覆盖程度。冲洗覆盖率通常能够选在100 %300 %之间。冲洗覆盖率%=(n*h2tg2)/A*100%式中：n喷嘴数量，23个， 为喷射扩散角，90 A除雾器有效通流面积，20 m2 H冲洗喷嘴距除雾器表面垂直距离，0.05m冲洗覆盖率%=(n*h2tg2)/A*100%=23*0.052/15*100%=237%为了使除雾器雾滴去除率达成99.75%以上，依据吸收塔出口端（即除雾器入口端）雾滴颗粒直径实际分布情况，直径大于17m雾滴颗粒必需100完全去除。总而言之，除雾区最终高度确定为4.5m，即h1=4.5m2、喷淋塔吸收区高度（h2）计算吸收区高度3是最关键，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将很多影响原因考虑在内。而计算喷淋塔吸收区高度关键有两种方法：达成一定吸收目标需要一定塔高。吸收区高度理论计算式为h1=HOGNOG (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进力总传质系数，a为塔内单位体积中有效传质面积。）NOG为传质单元数，近似数值为NOG=(y1-y2)/ ym，即气相总浓度改变除于平均推进力ym=（y1-y2）/ln(y1/y2)(NOG是表征吸收困难程度量，NOG越大，则达成吸收目标所需要塔高随之增大)。依据（1）可知：H=HOGNOG =9.8110（2）其中：y1,y2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B),为和喷淋塔进塔和出塔液体平衡气相浓度，kmol(A)/kmol(B)kya 为气相总体积吸收系数，kmol/(m3hkpa)x2，x1为喷淋塔浆液进出塔时SO2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B)Gm气相空塔质量流速，kg/(m2h)W液相空塔质量流速，kg/(m2h),=mx1,=mx2 (m为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)kYa为气体膜体积吸收系数，kg/(m2hkPa)kLa为液体膜体积吸收系数，kg/(m2hkmol/m3)式（2）中为常数，其数值依据表3-2。表 3-2 温度和值关系 温度/10152025300.00930.01020.01160.01280.0143含有二氧化硫烟气经过喷淋塔将此过程中塔内总二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内塔内容积中,即为吸收塔平均容积负荷平均容积吸收率，以表示。首先给出定义，喷淋塔内总二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内二氧化硫吸收量。 (3)式中：C标准状态下进口烟气质量浓度，kg/m3 给定二氧化硫吸收率，；本设计方案为98.3 H吸收塔内吸收区高度，m K0常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度()； K0=3600u273/(273+t)因为传质方程可得喷淋塔内单位横截面面积上吸收二氧化硫量4为：G（y-y）=H式中：G载气流量（SO2浓度比较低，能够近似看作烟气流量）kmol/( m2.s) Y1,y2进塔出塔气体中SO2摩尔分数（标准状态下体积分数） Ky单位体积内SO2以气相摩尔差为推进力总传质系数，kg/(m3s) a单位体积内有效传质面积，m2/m3. 平均推进力，即塔底推进力，ym=（y1-y2）/ln(y1/y2)=G(y1-y2)/ h1 （5）吸收效率=1- y/ y，根据排放标准，要求脱硫效率最少98%。二氧化硫质量浓度应该低于mg/m3（标状态）=G(y1-y2)/H =G*y1 * / h1 （6）又因为G=3600将式子（5）单位换算成kg/( m.s),能够写成=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=81.333000mg/m3=244gV=85.4L/s=0.0854m3/s则依据理想气体状态方程，在标准情况下，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%,总结已经有经验，容积吸收率范围在5.5-6.5Kg/（m3s）之间4，取=6 kg/（m3s）代入（7）式可得6.5=（）/ h1故吸收区高度h2 =11.2m3、喷淋塔浆液池高度（h3）计算本设计中液气比L/G是指吸收剂氨液循环量和烟气流量之比值（L/m3）。假如增大液气比L/G，则推进力增大，传质单元数降低，气液传质面积就增大，从而使得体积吸收系数增大，能够降低塔高，在一定吸收高度内液气比L/G增大，则脱硫效率增大。不过，液气比L/G增大，氨液停留时间降低，而且循环泵氨液循环量增大，塔内气体流动阻力增大使得风机功率增大，运行成本增大。在实际设计中应该尽可能使液气比L/G降低到适宜数值同时有确保了脱硫效率满足运行工况要求。湿法脱硫工艺液气比选择是关键原因，对于喷淋塔，依据相关文件资料可知液气比选择2.3L/m3是最好数值。浆液池容量V1根据液气比L/G和浆液停留时间来确定，计算式子以下：V1=(L/G) VNt1=2.387.35480=96.5 m3式中：L/G液气比，液气比是指吸收剂氨液浆循环量和烟气流量比值（L/m3）。 VN烟气标准状态湿态容积，m3/h；VN=Vg=87.35m3/s t1浆液停留时间，t1=2-8min取t1=8min=480s.选择浆液池内径略大于吸收区内径V=0.253.14D2D2h2=0.253.145.55.5h2 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（通常为12m/s-30m/s）确定进出口面积，通常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，不然影响稳定性，所以取进口烟气流速为20m/s，而烟气流量为87.35m3/s，可得h42*20m/s=87.35m3/s，所以h4=1.34m，21.34=2.68m(包含进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)总而言之，喷淋塔总高（设为H，单位m）等于喷淋塔除雾区高度h1 (单位m)、喷淋塔吸收区高度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。所以喷淋塔最终高度为H= h1+h2+h3+ h4=4.5+11.2+6.5+2.68=24.9取整25m 3.4.2 喷淋塔壁厚操作压力为2*101.325kPa=202.65 kPa。因为操作压力不大，假设计算壁厚小于16毫米，依据书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许用应力为=170Mpa。对于浆液池部分因为浆液会对塔壁产生压力，所以计算时还要这部分压力考虑在内，同时假设塔内计算压力取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+（1045108.8）/1000000=0.3MPa吸收塔（喷淋塔）计算壁厚公式为：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=0.3 MPa Di圆筒或球壳内径，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所以脱硫塔上部分应该选择壁厚为5.00mm16MnR钢材，和上面假设相符5.00mm16.00mm2、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所以脱硫塔下部分应该选择壁厚为7.0mm16MnR钢材，和上面假设相符7.0mm16.00mm3、喷淋塔计算壁厚液压试验校核上部分：=（Di+Se）/2Se (设计试验温度为200度，170Mpa)=1.25*P*P*/ t=1.25*0.202Mpa*170Mpa/170Mpa=0.253MpaSe=Sn-C=5-1.25=3.75 Di=5500mm故=（Di+Se）/2Se=0.253*（5500+3.75）/2*3.75=185.7Mpa而 0.9s(0.2)=0.9*1*274=246.6Mpa因为185.7Mpa246.6Mpa 所以符合要求。下部分：1=（Di+Se）/2Se0.9s(0.2)=1.25*P*P*/ t=1.15*0.292Mpa*170Mpa/170Mpa=0.365MpaSe=Sn-C=7-1. 5=5.5 Di=5500mm1=（Di+Se）/2Se=0.365*（5500+5.5）/(2*5.5)=182.7Mpa0.8s(0.2)=0.8*1*274=219.2Mpa因为182.7Mpa219.2Mpa所以符合要求。总而言之，设计材料选择，壁厚计算数值和试验强度均符合实际操作要求。3.4.3 喷淋塔塔径依据锅炉排放烟气，计算运行工况下塔内烟气体积流量，此时要考虑以下多个引发烟气体体积流量改变情况：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和塔下部送入空气剩下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下空气流量V3 (m3/s)均计算在内，以上均表示换算成标准准状态时候流量为87.35m3/s。假设喷淋塔截面为圆形，将上述原因考虑进去以后，能够得到实际运行状态下烟气体积流量Vg，从而选择烟速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所以喷淋塔内径为取整到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，反应条件比较理想，脱硫效率为98 %以上时，氨硫比(NH3/S)通常略微大于2，最好状态为2.2-2.5，而比较理想氨硫比(NH3/S)为2.3-2.6.，所以本设计方案选择氨硫比(NH3/S)为2.5。由上述得到二氧化硫量按1:2.5百分比可得吸收时所需NH3为392kg/h。NH3H2O为807 kg/h 。8%氨水密度为970kg/m3，所以8%氨水需用量为1.0083104kg/h。依据液气比可得所需浆液量为200.9L/s。喷嘴系统管道采取FRP 材质钢管，喷嘴采取反应连接碳化硅材料,是一个防腐防锈性能优良陶瓷材料，最经典应用是用来制造螺旋形喷嘴，本设计采取螺旋喷嘴。1、喷嘴喷管计算则每层喷淋塔所用浆液量为Q1=50.23L/s而单个喷嘴流量个 所以喷嘴总个数为N=446=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、喷淋层在塔内覆盖率确实定喷淋层在脱硫塔内覆盖率为： 式中：AEFF单层喷嘴在脱硫塔内有效覆盖面积,取20m3A 脱硫塔面积。则满足喷淋要求覆盖率需求。3.5 保温层设计1、设备热损失计算式中：r1 ，r2设备内、外径（m） t1 ，t2设备内、外表面温度 (度) 1设备材料传热系数（w/(m.C)） H设备筒体高度(m)可得2、设备热损失价值设备年正常运行小时数若为m，每单位热量价值为b元，查资料为120元，则设备年热损失价值为：W1=Q*m*b=7.5*10133、设备保温投资年折旧费a、保温层体积和投资体积投资式中：S1保温材料价格(元/m3)。经查资料可知岩棉为90.0元/平方米 B保护层表面积和投资表面积F=2*3.14*r3*h投资W”=F*S2式中：S2保护层价格(元/m3)，查资料为12元每平米c.设备保温安装费用W”=K1*W”+K2*W”式中：K1保温层安装费用系数。依据保温层厚度选择，K1通常取0.5-1.1 K2保护层安装费用系数依据保护层材料不一样，K2选择值也不一样，白铁皮通常选择0.2。d.设备保温总投资W= W”+W”+W”设备保侃层使用年限若为X年则设备保温投资年折旧费为为式中：X保温层使用年限，通常选择7-。4、设备保温年损耗值设备保温年损耗值为设备热损失价值和设备保温投资年折旧费之和，即W3=W1+W2求W3最小值时r3值，则为设备保温层最经济半径。其保温层厚度由下式算出：d=r3-r2可得 d=5553-5505=48mm d=5553-5507=46mm所以保温层应该买厚度为50mm岩棉，保温层外包一层白铁皮做保温层保护层。3.6 手孔、人孔设计1、手孔设计手孔是手和手提灯能伸入得设备孔口，用于不便进入或无须进入设备便能清洗，检验，维修。可采取HG21514标准和HG21594标准（衬不锈钢），依据设计手册，本设计手孔采取1654.5。2.人孔设计人孔是安装或检修人员进出塔唯一通道。人孔通常设在气液进出口处，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。在设置操作平台地方，人孔中心高度比操作平台高0.7m-1m。因为人孔开在立面，故在塔釜内部应设把手。把手通常以1822