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,使得海水脱硫技术需求显著增加。据统计,到2006年底,全世界超过有31,000兆瓦的排气处理系统采用了海水脱硷法,其中富士化水工业公司占据了近10,000兆瓦的市场份额。
一般来说,沿海火力发电厂会大量使用海水作为冷却塔的冷却介质。在冷却过程中,不论是原始还是经过处理后的海水,其pH值都保持不变。如果在排气中的SO2被吸收装置吸收,那么在返回大自然之前,可以进行利用。与传统脱硝系统相比,海水脱硷系统具有运营成本低、运行简单(无需添加化学药剂)的优势。这家公司专注于为火力发电等用户提供各种优点,并目标减少运营成本,为排气和接触部分(即吸收部分)的新开发寻找解决方案。现有的海水脱硷装置主要采用无堰式多孔板,而新的技术则将其与充填物结合起来,以提高效率。
为了验证新技术性能并收集数据,在泰国的一座沿岸发电厂安装了一个试验装置,对煤燃烧锅炉排放出的废气进行实地实验。以下是新型海水脱硷系统及其试验结果介绍:
原理、特长及试验设备
通常情况下, 海洋表层的pH值约为7.6至8.4,不同区域略有差异,而碱度约为100至120毫克/升CaCO3单位。在此碱性环境中,大量存在重碳酸盐离子(HCO3-)和碳酸盐离子(CO32-),这两种离子共同作用,将SO2从废气中去除,同时使得原本呈酸性的回流液体得到中和。此外,还包括鼓风机、吸收塔、热交换器、二氧化氮还原催化剂等组成部分,以及用于测定废气中的SO2浓度及二氧化氮浓度。
通过泰国一座煤燃烧锅炉火力发电厂旁边设置的一个试验装置,我们对该地区实际应用场景进行了解析,该设备主要反应机构如下:
[ SO_2 + 2 H_2O \rightarrow H_2SO_3 ]
[ CO_2 + 0.5 O_2 + H^+ \rightarrow H^+ + CO_{3}^{--} ]
由上述反应可知,当废气中的SO2被吸入时,它与H₂O分解生成HSO₃⁻;而当存在足够氧素条件下,则可能发生进一步转化成为更稳定的.SO₄²⁻
然而,由于同时发生HSO₃⁻生成,这导致最终产品含有较高水平的强酸性(pH值:约为25~40)。为了恢复回流液体到大自然所需标准,我们需要将未用完之过滤后的冷凝器输出来的非适宜用作投入过滤到的剩余未用清洁天然河流或湖泊淡水或纯净饮用用的矿泉直接输入回到生态环境内以避免污染,并且要确保最终输出不会对周围生物造成伤害。
最后,与传统石灰石膏法相比,该方法由于不需要任何化学药品,也没有副产品,因此附加设备如药品溶解系统、储存罐以及蒸汽干燥机等都不再需要,从而极大降低了整个项目建设费用。此外,由于操作简便且维护工作轻松,对未来潜在用户而言,这些都是巨大的诱因之一。
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