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,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,那么在回归到大洋之前可以进行利用。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。这项新技术被部署于泰国一座沿岸火力发电厂上,对燃煤锅炉排放出的气体进行了实证实验。
以下是新的海水脱硷系统及其试验结果:
原理、特长和试验设备
海水通常具有pH值介于7.6至8.4之间,在不同地点略有差异,其碱度约为100至120mg/L作为CaCO3计算。这种碱性由重碳酸盐离子(HCO3-)和碳酸盐离子(CO32-)共同存在,其中HCO3-量远多于CO32-. 这两种离子与经过SO2吸收后的酸性海水反应,可以使生成的废弃液体得到中和。
海水脱硷系统包括鼓风机、吸收塔、清洗槽、吸收部分、高温烟囱以及雾化分离器等组件。排气从吸收塔底部进入,而来自冷凝器的地面注入的是较高层面的含有更多未使用地面的淡化后的初级产品。
在接近中间位置的地方,即位于吸收塔内部的一段特殊区域,即称之为“接触”或“交换”的区块,这里的排气与从上方注入的地面出料混合,以便促进更有效率地捕捉SO2。此外,该设计还采用了无堰式多孔板,它能够通过活泼地移动二氧化 碳 和 水分子来最大程度提高表面积,从而实现最佳效率。
试验设备性能及试验结果
目前,我们对两种不同类型——一种基于单纯无堰式多孔板,以及另一种融合无堰式多孔板与充填物结合方式——进行了比较,并在现有的工作平台附近设置了一套专用的实验设备。在该测试期间,将800ppm-dry 的 SO2 排放给涂抹膜,然后通过调整L/G比来研究它对于降低二氧化 碳 浓度所产生效果。
结果显示,当二者达到90%以上时,无论哪种方法,其L/G比都会发生变化,但第二种方法似乎表现得更加突出,即使它们拥有相同数量的人口,也能以更高效率完成任务。这意味着尽管所有条件都相同,但第二种方法仍然能够减少用于捕捉 SO2 的含有大量剩余可用空间的地球元素,从而进一步节省费用。此外,还有一点要注意的是,即便是只有95% 的捕捉能力时,比起第一种方法来说,第二种方法也仅需半数的地球元素才能实现同样的效果,所以这不仅节省费用,而且还有很好的捕捉效果。而且,因为每次消耗量都是最小限度,所以再加上一些额外措施后,还能让这个过程变得更加经济实惠。
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