请问如何计算燃烧物烟气露点温度? 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 /4396 a 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。 so 3 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 so 2 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， so 3 在烟气中几乎完全溶解于水蒸汽，硫酸蒸汽的分压 p h 2 so 4 就等于 so 3 的分压 p so 3 ；而 so 2 的分压 p so 2 虽远大于 p h 2 so 4 ，但 so 2 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 h 2 so 3 接近于 0 ，因而不能提高 烟气的露点温度 。从 so 2 在空气中和水的离解平衡常数 k 298 和 k t 来分析。 其平衡式在 k298 下时为： so 2 + h 2 o à h 2 so 3 （ 2 ） 平衡常数为 k 298 =1.3 × 10 - 2 [mol] d h 298 =16.3[kj/mol] 而 hso 3 - à h + + so 3 ² - （ 3 ） k 298 =6.4 ×10 - 8 [mol] d h 298 =11.9[kj/mol] 在其它温度下时 , 平衡常数为 k t =k 298 · exp( d h 298 /t - 298) 即 k t 仍为很小值，亦即 so 2 在水中的溶解度极低，因此不会明显地影响烟气露点温度。如果试图控制烟气露点，应该控制 so 3 的生成上，亦即 so 2 向 so 3 的转化上，来控制 so 2 的转化率。烟气生成的 so 3 量不仅与燃煤硫分有关，而且与火焰温度，燃烧空气量，飞灰性质与数量，以及锅炉受热面的催花作用等有关。可以采取以下措施来控制 so 3 的生成：（ 1 ）燃料脱硫，使燃料中含硫量降到一个非常低的水平。（ 2 ）改善燃烧方法以减少烟气中 so 3 的含量。（ 3 ）加入添加剂与烟气中的 so 3 发生反应。 烟气露点与烟气中 so 3 的含量密切相关，而 so 3 的形成是与燃烧设备和燃烧条件紧密相连的。所以，烟气露点与燃料含硫量之间并不存在数量上的对应关系，因此（ 1 ）式中笼统地以折算含硫量来考虑硫分对烟气露点的影响，从机理上来说是不够的，在 实际应用中并不能很好的与各种燃烧设备，燃烧方式和燃烧条件相符合。 根据在不同硫酸蒸汽分压下的露点值（表 -1 ），拟合出硫酸露点与水蒸汽露点之差和硫酸蒸汽分压的关系如下： t sld - t ld =0.1855 + 0.5651 p h 2 o - 0.0009382 p h 2 so 4 [ºc] (4) 硫酸蒸汽分压与 so 3 分压有如下关系： p h 2 so 4 = x p h 2 o [pa] (5) 式中， x –so 3 转变为硫酸蒸汽的份额。 x 和温度有关， x 的定义为： x= p h 2 so 4 / p so 3 100% (6) 假设燃料中的硫分全部转变为 so 2 ，其中有一部分再转变为 so 3 ，则最终烟气中 so 2 与 so 3 分压之和为 p so 2 + p so 3 =sar/100 · （ 22.4/32 · 1/ vy ） (pa) (7) 式中， sar-- 燃料的收到基硫分， vy-- 单位质量燃料生成的烟气量 [nm ³ /kg （ fuel ） ] 。定义 so 3 的生成率为： r= p so 3 / （ p so 2 + p so 3 ） · 100% （ 8 ） 以上各式中 p so 3 均为未生成硫酸蒸汽前的 so 3 分压。 表 -1 不同硫酸蒸汽分压下的露点 硫酸蒸汽分压 p h 2 so 4 [pa] 水蒸汽分压 p h 2 o [pa] 5000 8300 245000 0 33 43 64 10 40 48 70 50 63 68 87 100 86 91 105 200 116 121 130 表 -2 so 3 的生成率 燃料 含硫量 % 设备的温度工况 烟气中过量空气 % so3 生成率 r （ so3/ so2 容积比） 省煤器 空气预热器 烟温 水温 烟温 空气温度 入口 ºc 出口 ºc 入口 ºc 出口 ºc 入口 ºc 出口 ºc 出口 ºc 煤 4.45 305 188 149 199 188 143 104 68 0.0294 煤 3.18 307 172 93 177 172 116 79 57 0.02 煤 2.10 343 216 116 166 216 112 148 49 0.0123 煤粉 4.67 568 177 96 218 177 110 138 36 0.00755 烟气中飞灰对烟气露点的影响有两个方面。飞灰中 fe 2 o 3 ， v 2 o 5 等成分对 so 2 向 so 3 的转化有催化作用，而未燃碳颗粒，钙镁等氧化物以及 fe 3 o 4 等则能吸收或中和烟气中的。飞灰的数量，成分和形态与燃料及燃烧方法有关，飞灰的吸收及中和作用大于催化作用。即烟气中飞灰的存在使烟气中 so 3 的分压有所下降，从而使烟气露点有所提高。修正（ 4 ）式，得： t sld - t ld =[0.1855 + 0.5651 p h 2 so 4 - 0.0009382( p h 2 so 4 ) ² ] /ka fh · a ar as [ºc] （ 9 ） 式中， k 为和飞灰有关的常数。将上式稍作变形即得 计算烟气 露点的最终公式： t sld [0.1855 + 0.5651 p h 2 so 4 - 0.0009382( p h 2 so 4 ) ² ] /ka fh · a ar as + t ld [ºc] （ 10 ） 查看更多
第1天
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