海水脱硫新秀在污水处理厂设计图中闪耀像一位高效的技艺精湛的女工以其卓越的能力为大地净化环境

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数量显著增加,这直接导致了海水脱硫技术的广泛应用。据统计,截至2006年,全世界有超过31,000兆瓦(MW)的排气系统采用了海水脱硷法,其中富士化水工业公司的项目占比达到了9,500兆瓦。

通常情况下,沿海火力发电厂会使用大量海水作为冷却系统中的冷却介质。在冷却过程中,流出的海水其pH值保持不变。如果将排气中的SO2通过脱硷装置处理,则可以在回归大洋之前进行利用。与传统的脱硷系统相比,海水脱硷系统具有明显的优势:运行成本低廉、操作简单,不需要添加任何化学药品。

为了减少运行成本并提高效率,该公司开发了一种新型吸收部分设计,该设计结合了无堰式多孔板和充填物。这项技术旨在最大化气体和液体接触表面积,以提高SO2去除效率。在泰国的一座沿岸发电厂安装了一台试验装置,对煤燃烧锅炉排气进行实证实验。

新的海水脱硷系统及其试验结果如下:

原理、特点及试验设备

海水一般呈碱性,其pH值为7.6-8.4之间,而碱度约为100-120mg/L as CaCO3。这种碱性主要由重碳酸盐离子(HCO3-)和碳酸盐离子(CO32-)组成,其中HCO3-量远远超过CO32-. 这两种离子与吸收SO2后的酸性溶液反应,可以中和放出的大量溶液。

海水脱硷系统包括鼓风机、吸收塔、混合槽、吸收部分、高温烟囱以及雾化分离器等部件。排气从吸收塔底部进入,从冷凝器产生的热交换后注入上部。一旦接近吸收塔中间位置,即可开始以高效率去除SO2。此外,还采用无堰式多孔板来促进双方有效地移动,这样的设计极大地增加了接触表面积。

泰国一座煤燃烧锅炉火力发电厂所用的试验装置结构如下图所示:

主要反应包括[SO2]相关反应式(式1) 和 [HSO3^-]相关反应式(式5),以及[H+]相关反应(式4)。这些化学反应使得最后生成的是二氧化氯(SO42-)或亚磺酸盐(HSO4^-)。

由于同时发生[H+]释放,因此最终生成的是弱酸性的溶液(pH= 2.5~4.0)。然而,在混合槽处,将这类酸性溶液与未用过且仍然呈碱性的冷凝器废弃物混合,再次曝露于空气中,使得最终回归大洋前的混合溶液达到较高pH值,并且能够有效去除剩余COD成分。此外,由于曝气还能提升混合溶液中的DOc含量。

与传统石灰石膏法相比,海藻法具有诸多优势,如更低设备费及运行费,以及简便操作及维护费用降低。但是,它们都需要额外设备如药品解浓罐等。而对于本次新技术而言,因为它不涉及药品处理,所以总体来说更加简便经济实惠。(此处省略)

(二)性能测试结果

为了比较不同类型材料对L/G比例影响,我们设置一个现有设备旁边的小型实验室,并调整L/G以观察效果。当我们发现两种方法L/G相同,但当到达90%以上时,我们看到了它们之间差异——第二种方法消耗较少。这意味着同样条件下,与第一种方式相比,当95%时第二种方式只需半数量即可实现相同效果。这意味着采纳第二种方法可以减少运营成本,同时也能提升效果。

未来计划进一步推广该技术至各个火力发电厂,以期实现经济又高效的地面环境净化工作。

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