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提高效率,该公司开发了一种新型的接触部分设计,将无堰式多孔板与充填物结合起来。这项技术旨在最大化气体和液体之间的接触面积,以提升SO2去除率。在泰国的一座沿岸发电厂安装了一个试验装置,对煤燃烧锅炉排气进行实证实验。
新的海水脱硷系统由鼓风机、吸收塔、海水处理槽、吸收部分、烟囱和雾化分离器组成。通过改进吸收部分,并将充填物插入多孔板间隙,可以进一步提高去除率。此外,由于加入充填物,可增加两种介质之间接触表面积,从而促进反应速度和效率。
泰国一座煤燃烧锅炉火力发电厂所用的试验装置包含以下主要反应机构:SO2相关反应式(式(1)及(2))以及CO32-相关反应式(式(3)及(4)。通过这种方式,可以有效地去除SO2,并生成HSO3-或SO23-等有害污染物。在氧化步骤中,一部分HSO3-可能自然氧化成SO42-, 但为了确保完全转变,还需要额外添加氧气。
经过对两种不同设计方法——无堰式多孔板方式及无堰多孔板与充填物结合方式——进行比较分析,我们发现后者能在相同条件下达到更高的去除效率,并且对于每单位排放量所需使用的人工资源需求较少。这意味着采用第二种方法可以显著降低运营成本,同时保持或甚至提高整体性能。此外,这项创新还能够减少废弃产品产生,从而减轻环境压力。未来,将继续推广这一高效可持续的地面解决方案给予更多用户使用。
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