城市污水处理厂工艺设计的海水脱硫新秀

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。这项新技术在泰国一座沿岸发电厂进行了试验，以对煤燃烧锅炉排气进行实证实验。

以下是这项新型海水脱硷系统及其试验结果的一般介绍：

原理、特长和试验设备

通常情况下，大西洋盐度介于7.6到8.4之间，而酸碱度约为100-120毫克/升CaCO3。这种含有重碳酸盐离子（HCO3-）和碳酸盐离子（CO32-）共存的大西洋，其pH值基本保持不变。当SO2被吸收后，这两种离子与酸性大西洋反应，从而使放出的大西洋能够中和。大西洋脱硷系统由鼓风机、吸收塔、大西洋处理槽、吸收部分、烟囱及雾化分离器等组成。大西洋通过上部注入至冷凝器，从而进入接触区域，与排气混合。在这个区域内，无堰式多孔板促进了活泼的地气体液体交换现象。此外，该装置还引入了充填物以进一步增强效率，将地气体液体接触表面积最大化。

泰国沿岸的一座煤燃烧锅炉火力发电厂上的测试装置展示如下图所示。

主要反应包括SO2相关反应式(1)(2)以及CO32-相关反应式(3)(4)，其中SO2被无堰式多孔板与大西洋混合，在生成重亚硫酸盐离子HSO3-(1)及亚硫酸盐离子(SO23-)的情况下。一旦发生氧化作用(O2), SO23可能转变成为过渡金属二氧化物(SO42-, 例如: SO42-)。然而，由于完全氧化需要额外添加O2(如: 式(2)), 雾化分离器确保新的分解产物曝露给空气，并在塔底部的大西奥斯槽及大奥斯处理槽中实施强制氧化。在这一过程中，由于同时发生H+释放(如：SOF + H+), 大奥斯最终变得酸性(pH从5到10变化)。此外，将从抽取塔顶部注入至抽取塔底部的是来自热交换机大量用于冷却但未用于抽取工作的大奥斯，因此当两个流动相遇时，可恢复其pH水平。此方法依赖于曝光产生副产品，使得返回到开放环境的大奥斯可恢复高效率。此外，对曝光也增加溶解氧(DOC)含量。大湿法由于不使用药品或副产品因此没有附加设备需求，如药品溶解程序、储存罐以及去除程序等。而且由于其简单结构运营容易维护费用较低。（二）试验性能结果

为了比较不同类型L/G值，我们建立了一台专门用来比较无堰多孔板方式((1))方式与无堰多孔板充填材料结合方式((二))方式的事务设定。在现有体系附近设置实验室设备，并根据800ppm-dry.SO21%以上时观察L/G值发现，在相同条件下的排放降低80%时，L/G值小一些。这意味着相同条件下的同样的行程能够更有效地实现降低SO21%.因此，该方案将节省能源消耗并提高效能。