煙氣海水脫硫技術(shù)原理

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1、煙氣海水脫硫技術(shù)原理海水煙氣脫硫是利用海水的天然堿性吸收煙氣中SO2的一種脫硫工藝。由于雨水將陸地上巖層的堿性物質(zhì)（碳酸鹽）帶到海中，天然海水通常呈堿性，PH值一般大于7，其主要成分是氯化物、硫酸鹽和一部分可溶性碳酸鹽，以重碳酸鹽（HCO3-）計(jì)，自然堿度約為1.2～2.5mmol/L，這使得海水具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力。海水脫硫的一個(gè)基本理論依據(jù)就是自然界的硫大部分存在于海洋中，硫酸鹽是海水的主要成份之一，環(huán)境中的二氧化硫絕大部分最終以硫酸鹽的形式排入大海。煙氣中SO2與海水接觸發(fā)生以下主要反應(yīng)：SO2(氣態(tài))+H2O→H2SO3→H++HSO3-???????HSO3-→

2、H++SO32-???????SO32-+1/2O2→SO42-上述反應(yīng)為吸收和氧化過程，海水吸收煙氣中氣態(tài)的SO2生成H2SO3，H2SO3不穩(wěn)定將分解成H+與HSO3-，HSO3-不穩(wěn)定將繼續(xù)分解成H+與SO32-。SO32-與水中的溶解氧結(jié)合可氧化成SO42-。但是水中的溶解氧非常少，一般在7～8mg/l左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能將由于吸收SO2產(chǎn)生的SO32-氧化成SO42-。???????吸收SO2后的海水中H+濃度增加，使得海水酸性增強(qiáng)，PH值一般在3左右，呈強(qiáng)酸性，需要新鮮的堿性海水與之中和提高PH值，脫硫后海水中的H+與新鮮海水中的碳酸鹽發(fā)生以下反應(yīng)：HCO3-+H+→H2CO3→CO2

3、↑+H2O在進(jìn)行上述中和反應(yīng)的同時(shí)，要在海水中鼓入大量空氣進(jìn)行曝氣，其作用主要有：（1）將SO32-氧化成為SO42-；（2）利用其機(jī)械力將中和反應(yīng)中產(chǎn)生的大量CO2趕出水面；（3）提高脫硫海水的溶解氧，達(dá)標(biāo)排放。???????從上述反應(yīng)中可以看出，海水脫硫除海水和空氣外不添加任何化學(xué)脫硫劑，海水經(jīng)恢復(fù)后主要增加了SO42-，但海水鹽分的主要成分是氯化鈉和硫酸鹽，天然海水中硫酸鹽含量一般為2700mg/l,脫硫增加的硫酸鹽約70－80mg/l，屬于天然海水的正常波動(dòng)范圍。硫酸鹽不僅是海水的天然成分，還是海洋生物不可缺少的成分，因此海水脫硫不破壞海水的天然組分，也沒有副產(chǎn)品需要處理。?從自然界

4、元素循環(huán)的角度來分析海水脫硫，硫元素循環(huán)路徑下圖所示?？梢姡Ｋ摿蚬に噷?shí)質(zhì)上截?cái)喙I(yè)排放的硫進(jìn)入大氣造成污染和破壞的渠道，同時(shí)將硫以硫酸鹽的形式排入大海，使硫經(jīng)過循環(huán)后又回到了它的原始形態(tài)。?硫的循環(huán)路徑煙氣海水脫硫工藝系統(tǒng)流程圖更新時(shí)間：08-5-2917:16煙氣系統(tǒng)與石灰石濕法類似，設(shè)置增壓風(fēng)機(jī)以克服脫硫系統(tǒng)的阻力，并通過煙氣換熱器（GGH）加熱脫硫后的凈煙氣。原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓、煙氣換熱器冷卻后送入吸收塔。吸收塔是海水脫硫系統(tǒng)的重要組成部分，SO2的吸收以及部分亞硫酸根的氧化都是在此完成的。自下部進(jìn)入的煙氣與從吸收塔上部淋下的海水接觸混合，煙氣中的SO2與海水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成S

5、O32-和H+，海水pH值下降成為酸性海水；脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴、煙氣換熱器加熱升溫后由煙囪排放。海水脫硫與石灰石法脫硫相比，吸收劑溫度更低，尤其冬天，北方海水溫度較低，致使經(jīng)海水洗滌后的煙氣溫度只有30多度。為避免腐蝕，增壓風(fēng)機(jī)一般設(shè)計(jì)在原煙氣側(cè)，對(duì)GGH則要求其換熱元件表面涂搪瓷。關(guān)于吸收塔的設(shè)計(jì)，一種為填料塔，應(yīng)用業(yè)績(jī)較多，塔內(nèi)設(shè)多層填料，通過不斷改變水流方向延長(zhǎng)海水滯留時(shí)間并促進(jìn)煙氣與海水的充分結(jié)合；還有一種吸收塔為噴淋空塔，將海水通過增壓泵引至吸收塔上部的若干層噴嘴，霧狀下行的海水與逆流煙氣混合，空塔設(shè)計(jì)中有時(shí)在吸收塔下部還設(shè)計(jì)氧化空氣以增加亞硫酸根的氧化。煙氣海水脫

6、硫工藝流程圖供排海水系統(tǒng)的任務(wù)是將從凝汽器排出的海水抽取一部分到吸收塔，該部分海水占全部海水的1/5左右，吸收SO2后的酸性海水通過玻璃鋼管道流到海水恢復(fù)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱曝氣池）。從凝汽器排出的剩余海水自流到曝氣池，與酸性海水中和并進(jìn)行曝氣處理。為控制海水在曝氣池內(nèi)的停留時(shí)間和流速均勻，曝氣池一般設(shè)計(jì)4－5個(gè)流道，在功能上分為旁路通道、曝氣通道、混合通道，池內(nèi)反應(yīng)分為中和、曝氣、再中和，以便使海水達(dá)標(biāo)排放。曝氣反應(yīng)需要通過曝氣風(fēng)機(jī)鼓入大量的空氣。曝氣管道和曝氣噴嘴均勻布置于曝氣池底部，以便對(duì)海水實(shí)施深層曝氣。進(jìn)入海水的氧氣可使不穩(wěn)定的SO32-與O2反應(yīng)生成穩(wěn)定的SO42-，減少海水的化學(xué)需氧量C

7、OD，增加海水中溶解氧DO，恢復(fù)海水的特有成分。在曝氣池中鼓入的大量空氣還加速了CO2的生成釋出，并使海水的pH值恢復(fù)到允許排放的正常水平。煙氣海水脫硫工藝排放的關(guān)鍵控制指標(biāo)更新時(shí)間：08-5-2911:57海水脫硫的關(guān)鍵在于不僅要將煙氣中SO2脫除，脫硫效率要達(dá)到90％以上，還要將脫硫后的海水恢復(fù)到能夠達(dá)標(biāo)排放的程度，整個(gè)脫硫過程中除海水和空氣外，不添加任何別的物質(zhì)，不改變海水的天然成分。因此，海水脫硫系統(tǒng)