海水脱硫新秀污水除磷高手共赴清洁之旅

在过去的十年里,全球沿海地区的煤炭和重油燃烧锅炉火力发电站的大量使用,使得海水脱硫技术得到显著发展。据统计,截至2006年,有超过31,000兆瓦(MW)的排气设施采用了海水脱硷法进行处理,其中富士化水工业公司的项目规模约为9,500兆瓦。

通常情况下,沿海火力发电厂会利用丰富的海水作为冷却系统中的冷却剂。在冷却过程中,这些流入冷凝器并未改变其碱性。如果将这些排气中的SO2吸收进脱硷装置,那么在回归大洋之前就可以实现利用。与传统脱硷系统相比,海水脱硷系统的主要优势是运行成本低廉且操作简单,不需要添加任何化学药品。

为了减少运行成本并开发新型接触部分(即吸收部分),该公司推出了结合无堰式多孔板和充填物的创新技术。这项新技术被部署于泰国一座沿岸火力发电厂上,对燃煤锅炉排放出的气体进行了实证实验。

以下是新的海水脱硷系统及其试验结果:

原理、特长和试验设备

海水通常具有pH值介于7.6到8.4之间,大约含有100-120毫克/升CaCO3作为碱度来源。其中包含的是重碳酸盐离子(HCO3-)和碳酸盐离子(CO32-),这两种离子的比例使得它们能够与SO2反应,从而使得经过处理后的海水呈现中性的质地。

这个体系由鼓风机、吸收塔、热交换器、吸收部分、高效分离器等组成。热交换器产生的液体主要从顶部注入,与排气在吸收塔中部接触,以确保高效率地去除SO2。此外,我们还采纳了无堰式多孔板,该板允许活跃气液运动,并最大限度地提高了表面积以促进接触。

试验设备性能及试验结果

我们设置了一台测试装置,在此装置上对燃煤锅炉排放出的SO2进行了实验,其浓度为800ppm-dry。当我们比较两种不同类型的心脏结构——一种基于单纯多孔板另一种则结合多孔板与充填物——我们发现后者在相同条件下可达90%以上有效率时所需L/G比前者要小。这意味着同样条件下的后者消耗较少用于去除SO2用的资源,即可减少运营费用,同时保持或提升效果。此外,当达到95%有效率时,后者的资源消耗仅相当于前者的十分之一,因此推荐采用后者方案以优化经济效益。此次研究成果将继续通过实用化试验验证,并向更多火力发电厂推广这一节能环保且经济高效的方法。

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