城市污水处理的新开发海水脱硫的智慧使者

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表现尤为突出,其安装规模约为9,500兆瓦。

一般来说,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,流出的海水保持着相同的碱性。如果将这些排气中的SO2吸收后,在回归到大洋之前,可进行进一步处理。与传统脱硫系统相比,海水脱硷系统主要优点是运行成本低廉且操作简单,不需要添加任何化学药品。此外,该技术考虑到了对用户——如火力发电厂——带来的多方面好处,以减少运营成本,并在排气和海水接触部分(即吸收部分)上进行新开发。

现有的无堰式多孔板吸收部份已经被一种结合无堰式多孔板和充填物的新技术所取代。这一创新旨在最大化气体和液体之间接触表面积,以提高效率。为了验证这一新技术并收集数据,我们在泰国沿岸的一座发电厂设立了一台试验装置,对煤燃烧锅炉排放的大气进行了实证实验。

以下是这台新的海水脱硷系统及其试验结果:

原理、特长与试验装置

海水通常具有pH值7.6~8.4,不同地点略有差异,而其碱度约为100~120mg/L as CaCO3,由重碳酸盐离子(HCO3-)及碳酸盐离子(CO32-)共同构成,这两种离子与吸收SO2后的酸性海水反应,将产生中性的产物,从而使原来的酸性环境得到中和。

海水脱硷系统由鼓风机、吸收塔、洗涤槽、吸收部分、高温分离器等组成。排汽从高温分离器下部引入,从冷凝器出来的清洁再生循环用作洗涤槽注入材料,以及作为最后输出到大洋前的产品之一。通过无堰式多孔板可以实现活泼运动状态,使得能有效地去除SO2。

试验设备性能与试验结果

在泰国沿岸的一座煤燃烧锅炉火力发电厂内设置了一个用于比较不同类型浓缩设备效率的小型示范项目。在这个项目中,我们测试了两个不同的浓缩方法:一种仅使用无堰式多孔板,即“第一种方式”,另一种则同时使用无堰式多孔板以及充填物,即“第二种方式”。

这两个方法都能够达到90%以上的去除效率,但当达到95%时,“第二种方式”所需浓缩大量更小。而实际应用中,“第二种方式”由于减少了所需浓缩数量,因此节省了能源消耗,同时也提高了整体效率。

未来我们计划对此做进一步研究,并推广这种节能高效且经济实用的新型热压蒸馏过程给更多企业使用。

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