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,沿海的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,流出的海水保持着原有的碱性。如果将排气中的SO2通过脱硫装置吸收,并在回归到大洋之前进行处理,那么就可以实现资源利用。此外,与传统的脱硫系统相比,海水脱硷系统具有简便运行、低运营成本等优势。该公司专注于开发一种新型海水脱硷系统,以减少运行费用并提高排气与海水接触部分(即吸收部分)的效率。
为了验证新开发技术性能并收集数据,一台试验装置被安装在泰国沿岸的一座发电厂上,对燃煤锅炉产生的排气进行实证实验。以下是新型海水脱硷系统及其试验结果介绍:
原理、特点及试验设备
海水一般pH值介于7.6到8.4之间,在不同地点略有差异,其碱度约为100-120mg/LCaCO3。这两种离子与吸收SO2后的酸性反应,将放出的大量污染物进行中和。该体系由鼓风机、吸收塔、热交换器、烟囱以及雾化分离器等组成。在此体系中,高温废气从热交换器底部进入,而来自冷凝器上的低温废气则从顶部注入。在塔体中央位置,即吸收部分,是SO2被移除的地方。这一区域采用无堰式多孔板,该板能够促进活泼液体与气体相互作用以确保高效去除SO2。此外,我们正在开发一种新的结合充填物于多孔板间隙内以进一步提高接触面积。
泰国沿岸的一座燃煤火力发电厂上的测试装置如下图所示。
主要化学反应包括:[式(1)],[式(2)],[式(3)],[式(4)]。
排放出的SO2通过无堰多孔板或充填材料与酸性含钙质盐溶液反应生成HSO-3或S02-3[式(1)]和[式(5)]。这些产物需在返回大洋前的处理过程中去除,因为它们会增加COD值。此外,由于存在氧气,这些产物可能自然氧化成二氧化硫[式(6)];然而,这一过程需要额外添加O2,因此我们使用雾化分离器来使新生成的小滴曝露给空气,并在塔底部和处理槽内强制氧化这一步骤发生。在这两个步骤中,由于同时发生H+释放[式(1)][式(5)], 最终形成酸性溶液(pH 2.5~4.0)。
通常情况下,冷却循环中的大量清洁用途未用于消耗掉较多污染物后再次回到大洋中的含钙质盐溶液。但是在这个设计中,将未经消耗过剩之含钙质盐溶液混合到已经过一次消耗之后稍微变酸但还能再次回复pH值至8附近的大量用途未经消耗过剩之含钙质盐溶液,以及曝光操作,使得最终向大洋返还之含针质盐溶液能够有效地回复其pH值,此时此刻还有利处,如提升最后向大洋返还之前所涉及到的DOC(可解决碳)浓度。而且曝光操作也对最后向大洋返还前所涉及到的DOC浓度有积极影响。
总结来说,与石灰石膏法相比,本方法更具优势尤其是在设备费和运行费方面。不仅如此,由于本方法不依赖药品,也没有副产品需要附加设备来存储或管理,从而使整个系统更加简单降低了维护费用。此外,由于其简单结构,它易於操作维护也意味着它更经济可行。(待续)
标签: 地理资讯