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,2006年底共有超过31,000兆瓦(MW)的排气系统采用了海水脱硷法进行处理,其中富士化工业公司占据了大约9,500兆瓦的市场份额。
沿海火力发电厂通常会利用丰富的海水作为冷却塔冷却介质。在冷却过程中,流出的海水保持着原有的碱性。如果将排气中的二氧化硫(SO2)通过脱硷装置吸收,那么在回归到大海之前,可以实现资源的再利用。与传统脱硷系统相比,海水脱硷系统具有明显优势:运行成本低廉、操作简单,不需要添加任何化学药品。此外,该公司还考虑到了为火力发电厂等用户提供的一系列优点,以减少运营成本并开发新的吸收部分。
为了验证新开发的脱硷系统性能并收集数据,一项试验装置被安装在泰国一处沿岸火力发电厂中,对其煤燃烧锅炉排气进行实地测试。这项新型 海水脱硷系统及其试验结果如下:
原理、特长和试验装置
海水本身具有pH值7.6至8.4之间不等,在不同地区略有差异,其碱度约为100至120毫克每升CaCO3。这些离子——重碳酸盐离子(HCO3-)和碳酸盐离子(CO32-),以及后者的生成物,与反应后的酸性含SO2-H2O形成反应,从而使得放出到环境中的含SO2-H2O得到中和。该系统由鼓风机、吸收塔、混合槽、一系列接触设备及烟囱组成,并配备雾化分离器来确保高效去除SO2。
新式改进版将充填物插入多孔板间隙以提高表面积接触,使得气体与液体能够更加有效地交换。此种设计可最大限度地扩展接触面,以增强去除能力。
试验装置位于泰国一处煤燃烧锅炉火力发电场内,其主要反应机构包括对SO2相关反应式以及CO23-相关反应式。实验显示,无堰式多孔板结合充填物方式可以达到90%以上的去除率,而相同条件下无堰式多孔板所需L/G比例较小,这意味着使用此方法时需要更少量的地利介质即可达标。而且,此方法对于降低运营费用具有明显优势,并且能提供更高效率。
将进一步实施实用化测试,并推广这种既经济又高效率的大规模应用可能性给予各类火力发电厂使用。此外,还计划深入研究如何提升其整体性能以适应未来的能源需求变化。
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