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空氣計量計算方法

發布時間:2023-01-03 12:16:59

1. 空氣含濕量公式是怎麼推導出來的

濕空氣中的水蒸汽的含量有多種表示方式,包括:絕對濕度、相對濕度、飽和度、飽和濕度、含濕量、水氣百分比等等,這些名詞在環保工程設計中常常出現,常常容易混淆。

明確一下各種定義:

1、絕對濕度(ρw)

絕對濕度指單位容積空氣中含有的水汽質量,即空氣中的水汽密度,計量單位為以g/cm3或者kg/m3。

2、飽和濕度(ρv)

飽和濕度是指在一定的氣壓和一定的溫度的條件下,單位體積的空氣中能夠含有水蒸汽的最大限度,等於飽和空氣的絕對濕度,計量單位為以g/cm3或者kg/m3。

飽和濕度與溫度有關,溫度越高,對應的飽和濕度越大。

3、相對濕度(φ)

相對濕度是指在空氣的絕對濕度(ρw)與同溫度下飽和空氣的絕對濕度(ρv)之百分比,它等於空氣的水汽分壓(Pw)與同溫度下飽和水汽分壓(Ps)之百分比,計量單位為%。

以上三者有如下關系:

相對濕度=絕對濕度/飽和濕度×%

對於飽和空氣而言,相對濕度為100%。

對於不飽和空氣而言,溫度升高,絕對濕度不變,相對濕度減小。

相對濕度φ介於0和1之間,φ越小表示空氣越乾燥,吸取水蒸氣的能力越強,反之,則空氣越潮濕,吸取水蒸氣的能力越差。φ的大小直接反映了濕空氣的吸濕能力,也反映了濕空氣接近飽和的程度,故又稱飽和度。

4、含濕量(d)

濕空氣中1kg干空氣所包含的水汽質量稱為含濕量。單位:g/kg 干空氣。

飽和含濕量與飽和濕度有點類似,即1kg干空氣所能包含的最大水汽質量,同樣與溫度有關,溫度越高,飽和含濕量越大。

下表紅框內是不同溫度對應的飽和空氣含濕量:

5、水氣百分比(%)

煙氣治理工程設計中,煙氣成分體積百分比是關鍵參數,其中濕煙氣中H2O的體積百分比,即水汽百分比。它的各種俗稱很多,如煙氣含水量,煙氣含水量,煙氣濕度等等。叫什麼無所謂,總之你知道它是體積百分比就好,等於濕基煙氣中水蒸氣的體積占的總煙氣體積的百分比,計量單位為%。

因此有如下關系:

干基煙氣量=濕基煙氣量×(1-煙氣含水量%)

好了,概念明確後,下面我們再討論一下煙氣治理過程中,脫硝、除塵、脫硫前後,煙氣中的水含量變化:

對於電廠煙氣治理,工藝流程多為鍋爐-脫硝-除塵-脫硫,從鍋爐出口直到脫硫進口的煙氣含水量主要都由煤質決定,可以根據煤質、燃煤量、過量空氣系數計算求出,設計中一般為給定的已知量。

從脫硝前後到除塵前後,煙氣均處於不飽和狀態,屬於高溫煙氣,煙氣的絕對濕度、含濕量、水氣百分比幾乎不變,但隨著溫度下降,對應的飽和濕度減小,因此相對濕度增大,這個比較好理解。

比較特殊的情況是脫硫前後的變化,經過濕法脫硫後煙氣變成飽和狀態,相對濕度是100%,絕對濕度等於飽和濕度。可以根據出口煙氣溫度查詢對應的飽和蒸汽分壓或飽和空氣含濕量,計算得到出口煙氣含水量。出口溫度50℃對應的煙氣含水量約為12.2%。一般經過濕法脫硫的出口煙氣含水量都大於煙氣含水量,兩者差值也就是蒸發掉的水分。

再討論一下,煙氣消白中,冷凝後再加熱這個過程的水分變化:

經過濕法脫硫後,出口溫度50℃對應的煙氣含水量約為12.2%。如果採用冷凝再加熱的方法進行消除白煙,含水量又發生了變化:

冷凝後,煙氣溫度更低了,對應的煙氣飽和濕度、飽和含濕量都更小,相應的煙氣中的水含量會更低。如冷凝至47℃的話,含水量降為10.5%。

從50℃到冷凝到47℃,煙氣都是飽和狀態,所以相對濕度不變,都是100%。

此時,如果再加熱,比如加熱到80℃,則相對濕度就不再是100%了,因為80℃時煙氣已經不是飽和狀態,對應的相對濕度約23%。而煙氣中的絕對水含量沒有變化,含水量仍為10.5%。

最後,還有一個概念也容易混淆:霧滴含量。

濕法脫硫設計有一項技術要求:除霧器出口霧滴含量保證值一般為75mg/Nm3。超低排放項目很低,要求霧滴含量<30mg/Nm3。這個霧滴含量指的是,煙氣中的小液滴,這個水是液態水,而上面的濕度、含濕量那些都是指氣態水蒸氣,是有本質區別的。

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