题目:某300MW机组的燃煤化学组成以质量计为:C 68.95%;H2.25%;N 1.4%;S 1.5%;O 6.0%;Cl 0.1%;H2O 7.8%;灰分12%。煤
某300MW机组的燃煤化学组成以质量计为:C 68.95%;H2.25%;N 1.4%;S 1.5%;O 6.0%;Cl 0.1%;H2O 7.8%;灰分12%。煤炭热值为27000kJ/kg,在空气过剩20%条件下燃烧(假设为完全燃烧),机组热效率为35%。烟气先经布袋除尘器脱除99%的颗粒物,在除尘器出口温度为530K;再进入换热器经25℃清水冷凝后,温度降至350K;最后进入烟气脱硫装置。计算进入脱硫系统的烟气流量和组成。
喵查答案:(1)计算煤炭消耗量(以1min为基准)(2)根据燃烧反应计算烟气的产生量:
燃烧反应: C+O2→CO2
2H2+O2→2H2O
S+O2→SO2
Cl+H→HCl
考虑前3个反应和煤炭本身所含的氧元素,则理论需氧量
=117.49kmol空气过剩20%,实际O2供应量为:
1.2×117.49kmol=141.27kmol
空气中相应的氮气为=532.13kmol根据物料衡算可得到离开锅炉的气体流量(kmol/min),如下表所示:
| 组分 | 锅炉入口 | 燃烧形成 | 燃烧消牦 | 锅炉出口 | 摩尔分数 |
| CO2 | 0.0 | 109.45 | 0.0 | 109.45 | 0.1577 |
| SO2 | 0.0 | 0.89 | 0.0 | 0.89 | 0.0013 |
| HCl | 0.0 | 0.05 | 0.0 | 0.05 | 7.2×10-5 |
| H2O | 8.26 | 21.42 | 0.0 | 29.68 | 0.0428 |
| O2 | 141.27 | 0.0 | 117.49 | 23.78 | 0.0339 |
| N2 | 532.13 | 0.0 | 0.0 | 532.13 | 0.7643 |
| 总计 | 695.98 |
烟气中99%的颗粒物被除尘器除去,因此在以下计算中不考虑颗粒物的影响,即流出布袋除尘器、进入冷凝器的烟气体积流量得出;
(3)计算进入脱硫系统的烟气流量和组成:假设在冷凝器中是绝热冷凝,即
△H烟气+△H水=0
△H烟气=29.68×(1742-7961)kJ+109.45×(1862-9878)kJ+23.78×
(1479-7085)kJ+532.13×(1410-6645)kJ=-3982000kJ
故△H水=3982000kJ=m水△h水
这里m水是加入冷凝器的水量;△h水=2533kJ/kg,是水从298K液态到350K蒸汽的焓变。从而得到:
m水=1572kg=87.3kmol
根据物料衡算,得到离开冷凝器进入脱硫系统的烟气流量和组成(见下表):
| 组分 | 摩尔数/kmol | 摩尔分数 |
| CO2 SO2 HCl H2O O2 N2 总计 | 109.45 0.89 0.05 116.98 23.78 532.13 783.20 | 0.1397 1136×10-6 64×10-6 0.1494 0.0304 0.6794 1.00 |
根据理想气体定律,最后得到进入脱硫系统的烟气体积流量。