海水脱硫的新开发

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过去10年，世界海岸都有很多的煤和重油燃烧锅炉火力发电站，使海水脱硫法使用明显增加。MW（Megawatt）考虑到2006年的生产能力，约有31000MW以上的排气用海水脱硫法处理（也包含建设中的设备），其中富士化水工业公司实绩约为9500MW。
    一般，沿海岸火力发电厂使用丰富的海水作为冷凝器的冷却水。冷却时冷凝器流下的海水和原来一样碱性不变。如果用脱硫装置吸收排气中的SO2，则在回归海洋之前可进行利用。与其它脱硫系统相比，海水脱硫系统主要优点是运行费便宜运行方法简单（不用添加药品）。该公司考虑了海水脱硫系统给火力发电厂等用户带来的各种优点。目标减少运行费，进行排气和海水接触部分（吸收部分）的新开发。现有的海水脱硫装置的吸收部份是无堰式多孔板，新开发的技术是无堰式多孔板和充填物结合方式。为了确认新开发的脱硫系统性能和收集数据，在泰国沿岸的发电厂设置脱硫试验装置，对煤燃烧锅炉的排气进行实证实验。现将新的海水脱硫系统和试验结果介绍如下：
（1）原理，特长和试验装置
    通常海水的pH是7.6～8.4，不同的地方稍有不同，碱度是约100～120mg/Las CaCO3。海水的碱成分是重碳酸盐离子（HCO3-）和碳酸盐离子（CO32-）共存，HCO3-量基本上比CO32-多。这2种离子和吸收SO2后的酸性海水反应，能将放出的海水进行中和。
海水脱硫系统由鼓风机（2台），吸收塔、海水处理槽、吸收部分、烟囱、雾化分离器等组成。排气从吸收塔下部引入，从冷凝器出来的海水主要从上部注入。海水和排气在吸收塔中部的吸收部分接触。SO2被吸收，为了确保SO2的高去除率，採用无堰式多孔板，这种板能出现活泼的气体和液体移动现象。目前开发的装置以减少运行费用为目标将吸收部分进行部分改进，将充填物插入于多孔板间的间隙。这种无堰式多孔板和充填物结合方式，可将气体和液体的接触表面积最大化。
    泰国沿岸的煤燃烧锅炉火力发电厂的脱硫试验装置海水脱硫基本反应机构如下图。



    主要反应机构是SO2有关的反应式（式（1）（2））和CO23-有关反应式（式（3）（4））。
排气中的SO2被吸收部分的海水吸收，产生重亚硫酸盐离子（HSO-3）（式（1）），根据情况也会产生亚硫酸盐离子（SO23-）。HSO-3和SO23-都是排放海水的COD成分，在排放前，必须对增加的HSO-3和SO2-3进行处理。在排气中，由于存在O2，根据O2和SO2浓度，考虑一部分可自然氧化成硫酸盐离子（SO42-），但由于完全被氧化，必须追加O2（式（2））。因此，用雾化分离器，使新分离的海水曝气，在塔的下部水槽和海水处理槽进行强制氧化。在SO2吸收工序和HSO-3氧化工序中，由于同时发生H+分（式（1）（2）），吸收海水最终变成酸性（pH2.5～4.0）。一般，冷凝器海水量远比脱硫吸收海水量多。但在海水处理槽，使吸收塔的酸性海水和冷凝器的未使用海水混合。利用未被利用海水的碱性，让返回海中海水的pH回复，在海水处理槽进行的曝气对pH回复有相当多的优点。根据式（3）和式（4）使未使用海水的碱性和酸性海水的H+中和。但由于利用曝气，产生脱碳酸工序，使放出海水的pH回复，可达到高效率。此外，曝气还有提升放出海水的DOC（溶存氧）的作用。与发电厂通常的脱硫酸系统（石灰石膏法）相比，海水法脱硫有多种优点，特别是设备费和运行费两方面的贡献大。海水脱硫由于不使用药品和处理副产品，所以不需要附属设备（药品溶解系统、药品貯槽和脱水系统等）。因此，总脱硫系统非常简单，设备费和运行费便宜。此外，在运行方面，由于是简单的系统，操作简单，维护费也便宜。
（2）试验设备性能、试验结果
    为了将无堰式多孔板方式（下称（1）方式）和无堰多孔板和充填物结合方式（称（2）方式）比较，在现有海水脱硫系统附近设置试验设备，燃煤锅炉排气中的SO2约为800ppm-dry，利用L/G的变化，研讨脱硫效率。将上两方式的L/G进行比较，考虑2方式的L/G一样，但在脱硫效率达到90%以上时，可见L/G的变化，（2）方式的L/G比（1）方式小。这意味着在相同条件的排气脱硫，（2）方式比（1）方式吸收SO2用的海水量少。例如，在95%的脱硫效率时，（2）方式吸收海水量大概是（1）方式吸收海量的一半。因此，採用（2）方式可减少运行费用。而且脱硫效率也高。
    今后将进行实机的实用化试验，向火力发电厂等积极推行费用和效果均佳的海水法脱硫系统。

guoh_liu

不错，学习了一把！

guoh_liu

不错，学习了一把！

east8888

期待海水脱硫做大

analphabet

为什么我看不到图呢？