海水脱硫新技术为解决农村生活污水处理问题而奋斗像一位不懈的守护者

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,使得海水脱硫技术的应用显著增加。考虑到2006年的生产能力,大约有超过31000兆瓦(MW)的排气系统采用了海水脱硷法处理,其中富士化水工业公司的表现占据了大约9500兆瓦。在通常情况下,沿海岸边的火力发电厂会利用丰富的海水作为冷却塔冷却用的冷却剂。当冷却时,流出的海水和原始状态一样,不变。如果将这些排气中的SO2吸收进脱硷装置,那么在返回大洋之前可以进行利用。与脱硷系统相比,海水脱硷系统主要优点是运行成本低廉且操作简单(不需要添加化学药品)。该公司专注于探索将这一优势带给火力发电厂等用户,以减少运营成本,并针对接触部分(即吸收部分)的新开发。此前的海水脱硷装置中,吸收部分采用的是无堰式多孔板,而新的技术则结合了无堰式多孔板和充填物。为了验证新开发的脱硷系统性能并收集数据,在泰国一座沿岸发电厂安装了一台试验设备,对煤燃烧锅炉排放出的气体进行实地实验。以下是介绍新的海水脱硷系统及其试验结果:

(1) 原理、特长及试验设施

通常情况下,海水pH值介于7.6至8.4之间,有些地方略有不同,其碱度约为100至120毫克/升CaCO3。 海水中的碱成分主要由重碳酸盐离子(HCO3-)和碳酸盐离子(CO32-)共存,其中HCO3-量几乎多于CO32-. 这两种离子与含SO2后的酸性废液反应,可以使出入废液进行中和处理。

这套装置由两台鼓风机、一座吸收塔、一座洗涤槽、一段吸收区、二个烟囱以及一个雾化分离器组成。在设备上部注入来自冷凝器的主要是从下部引入排气,并在中间位置发生接触。一旦SO2被捕获,以确保高去除率,我们采用无堰式多孔板,这种板能够促进活跃的地面运动现象以增强二氧化碳与废液接触。

目前正在研发的一项改进措施旨在减少运行费用,将吸收区进行改良,并将充填物插入多孔板间隙。这一设计方式最大限度地扩展了空气与液体之间接触表面积。

泰国一座煤燃烧锅炉火力发电厂所设立之实验室内设置如下图所示之基本反应机构:

主反应包括涉及SO2相关反应式(式[1] [2])以及涉及CO32-相关反应式(式[3] [4])。通过此类过程,将消耗大量能源来产生重亚磺酸盐离子HSO3-(见[1])或亚磺酸盐离子的生成同时也会形成COD污染物,如HS03-或S03-, 在回溯进入自然环境前必须对其实施适当处理。在排放过程中,由于存在氧气根据氧浓度考虑某些可自然转变成为过渡金属二氢磺酸盐(SO42-);然而由于完全转变而需额外添加氧素(见[2])因此我们使用雾化分離器将新生成之废液曝露於塔底部池與洗涤槽進行強制曝氣。

当SO2被捕获并经过HSO3-(见[1]) 及 HS02-(见[5]) 的进一步氧化后,最终导致返还到大洋中的废液呈现弱碱性(pH 7.6~8.4)。

一般来说,与用于热力的蒸汽发生器相比,大量用于喂养压缩机的人工制备矿泉镇淋浴池数次更换一次循环仍然保持原来的pH值。如果未经调节直接加入混合再次循环,则整个清洁过程变得复杂且昂贵,因此要避免这种做法。但如果你愿意的话,可以通过调整pH向更高范围,即使您只有较小数量的人工制备矿泉镇淋浴池,但这样可以提高效率。此外,还有一些其他因素影响着最终pH值,比如如何管理它,以及是否采取预防措施以防止任何潜在问题出现。

关于这一点,我们认为还有许多可能通过研究来改善我们的理解,而不是仅仅依赖经验,从而实现更多目标。而对于那些想要尽快开始行动并取得实际效果的人来说,他们应该知道他们并不孤单,因为许多人已经成功实现了这一目标,而且每天都有更多人加入这个努力队伍。

总结一下,无论是在理论还是实践方面,都存在很多空间来探索如何有效解决农村生活污染问题,同时提高我们所有人的生活质量。这是一个既具有挑战性又充满希望的问题,它激励着科学家们不断寻求创新方法来解决难题,为我们的未来创造更好的条件。

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