專利名稱：曝氣法海水煙氣脫硫工藝及其曝氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及曝氣法海水煙氣脫硫工藝及其曝氣裝置，屬于工業(yè)煙氣凈化的環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，適用于消除一些工業(yè)裝置如燃煤、燃油鍋爐，特別是火力發(fā)電廠的燃燒設(shè)備所排放的煙氣中含有的能導(dǎo)致酸雨發(fā)生的SO2等酸性物質(zhì)。
由于環(huán)境保護(hù)的需要，工業(yè)燃燒裝置所排放的煙氣在排入大氣之前，必須脫除其中的一部分或大部分SO2，通常稱為煙氣脫硫工藝，即FGD工藝。大多數(shù)FGD工藝系統(tǒng)雖然能較好的脫除煙氣中的SO2，但其造價(jià)高昂且SO2吸收劑和副產(chǎn)品等因素引起的運(yùn)行費(fèi)用也很高，往往因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)的需要而為企業(yè)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，形成環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的矛盾。目前，國(guó)外已有一種在緯度高的地區(qū)利用海水洗滌煙氣以去除煙氣中SO2的工藝，但全部是將洗滌后的酸性海水直接排入深海。該工藝的條件是深海的海水水溫低，其溶解氧指標(biāo)高，可以將酸性海水氧化及稀釋，同時(shí)，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)未予限制。但是，該工藝無(wú)法用于我國(guó)這樣緯度相對(duì)較低、海水水溫相應(yīng)較高的地區(qū)，而且，我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門也不允許pH＜6.5的酸性海水直接排入海中。
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有煙氣脫硫方法存在的缺點(diǎn)，為地處沿海地區(qū)的工業(yè)裝置。如火力發(fā)電廠等，提供一種能利用海水資源，對(duì)排出的煙氣進(jìn)行高效、低成本地脫硫，同時(shí)使參與脫硫的海水排入海中后不造成新的污染的脫硫工藝及裝置。
本發(fā)明的曝氣法海水煙氣脫硫工藝的技術(shù)方案是它包括取水和海水在洗滌塔中洗滌煙氣，以及海水排出工藝流程，并且，經(jīng)洗滌過(guò)的煙氣的海水，其酸性和化學(xué)耗氧量COD值較高，該海水在排至海域等自然環(huán)境之前，設(shè)置恢復(fù)其水質(zhì)，以達(dá)到環(huán)境質(zhì)量要求的工藝流程，屬于降低海水酸性及COD值以恢復(fù)海水水質(zhì)的工藝流程；該工藝是將吸收了SO2后的酸性海水與未吸收SO2的海水摻混，然后對(duì)混合的海水鼓入空氣，即曝氣；向混合的海水中鼓入空氣的數(shù)量，可以是空氣以標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)、海水以立方米/小時(shí)來(lái)計(jì)量，其空氣與混合后的海水的比例為(0.1～1.5)∶1；曝氣時(shí)間為2—20分鐘。


圖1是本發(fā)明的曝氣法海水煙氣脫硫工藝流程示意圖和曝氣裝置示意圖。圖中所示流程中的設(shè)備名稱為1、海水泵，2、煙囪，3、洗滌塔，4、除塵器，5、燃燒裝置，(如鍋爐)6、曝氣池，6′、海水混合區(qū)，6″、曝氣區(qū)，7、酸性海水進(jìn)口，8、未吸收SO2海水摻入口，9、曝氣通道，10、混合海水出口，11、鼓風(fēng)機(jī)。
該工藝方法流程和原理是提取海水工藝是通過(guò)取水泵(1)或由流入燃燒設(shè)備冷卻海水來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該海水在有填料的、或空心的洗滌塔(3)內(nèi)自上而下噴淋洗滌，自下而上，或自上而下流過(guò)該塔的煙氣。因此，被洗滌了SO2的干凈煙氣可經(jīng)加熱或不加熱直接通過(guò)煙囪(2)排入大氣。洗滌了SO2后的海水，由于溶入的SO2后生成SO3=或SO32-而呈酸性，其pH值可以達(dá)3以下。這時(shí)的酸性海水必須進(jìn)行處理，將其中不穩(wěn)定的SO3=氧化成穩(wěn)定而無(wú)害的SO4=，并將其pH值恢復(fù)至與環(huán)境水質(zhì)相同程度才能排入自然環(huán)境，如大海，否則，一來(lái)為水體環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)所不容，二來(lái)由于SO3=，不穩(wěn)定，仍會(huì)釋放出SO2而使大氣環(huán)境保護(hù)的努力前功盡棄。為此，采用本工藝方法，其中須將吸收了SO2的酸性海水與一定量的未吸收SO2海水在曝氣池(6)的混合區(qū)(6′)中摻混，使其pH值達(dá)到5.5以上，然后進(jìn)入曝氣區(qū)(6″)，并在該區(qū)通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)(11)和曝氣通道(9)向混合的海水中鼓入大量空氣，即曝氣。在混合海水出口(10)處，其pH值可達(dá)6.5以上，COD值的增量可達(dá)5毫克/升以下。在本發(fā)明的工藝過(guò)程中，其化學(xué)反應(yīng)式為
結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的曝氣法海水煙氣脫硫工藝方法作進(jìn)一步說(shuō)明如下降低海水酸性及COD值的工藝過(guò)程是在曝氣裝置中完成的，當(dāng)吸收了SO2的酸性海水進(jìn)入曝氣池混合區(qū)(6′)中的同時(shí)，向其中注入未吸收SO2的海水。吸收了SO2的酸性海水是在與大氣隔絕的條件下，如通過(guò)密閉的管道在混合區(qū)(6′)中與未吸收SO2海水摻混。本發(fā)明工藝方法的實(shí)施，是將總的用于脫除的SO2的海水水量的一部分用于洗滌煙氣；這一部分海水水量太大，則能耗太高，不經(jīng)濟(jì)；水量太小，則達(dá)不到要求的脫硫效率，水量的確定是根據(jù)選用的塔型不同而異，一般為總水量的1/3—1/8。洗滌塔(3)可按一般化工工藝要求設(shè)計(jì)。洗滌了SO2的酸性海水，其pH值可達(dá)3以下，再和余下的海水摻混，使海水pH值回升到5.5以上。當(dāng)曝氣的空氣與混合的海水空氣以標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)、海水以立方米/小時(shí)計(jì)算可為0.3∶1，曝氣時(shí)間可以為10分鐘，(時(shí)間計(jì)算是從混合海水進(jìn)入曝氣池的曝氣區(qū)到排出曝氣池那一段的時(shí)間)。這時(shí)排水可滿足pH≥6.5，COD增量≤5mg/l的環(huán)境保護(hù)方面的要求。用于脫除SO2的海水總流量，根據(jù)需處理的SO2流量和海水堿度條件(此處用海水鹽度表征)，按下式確定 在沿?；鹆Πl(fā)電廠，用于脫硫的海水總流量(即洗滌海水和曝氣時(shí)注入的未吸收SO2的海水之和)可與電廠循環(huán)冷卻水量相當(dāng)，可直接利用這部分的循環(huán)海水，勿須另行取水，這樣可以節(jié)約能源和設(shè)備投資。
本發(fā)明工藝方法的優(yōu)點(diǎn)在于，煙氣脫硫率可高達(dá)90％以上，而與國(guó)外大量采用的石灰石/石膏法相比，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用只及其三分之二甚至二分之一，同時(shí)不需要將脫硫過(guò)程中排出的海水排入深海，且不造成新的污染。
與本發(fā)明工藝方法相配合的專用曝氣裝置，它包括有曝氣池(6)，海水混合區(qū)(6′)和曝氣區(qū)(6″)，曝氣通道(9)和鼓風(fēng)機(jī)(11)。曝氣池(6)分海水混合區(qū)和曝氣區(qū)，其曝氣區(qū)(6″)的有效容積為用于脫硫的、即混合海水的總流量與曝氣時(shí)間的乘積曝氣通道(9)為管，有若干出氣孔，其出口位于曝氣區(qū)(6″)之中。曝氣裝置的一端的海水混合區(qū)(6′)，其下部有酸性海水進(jìn)入口(7)，另一端的曝氣區(qū)(6″)。其上部有降低了酸度的海水出口(11)，未吸收SO2的海水的排出口(8)位于酸性海水的注入口(7)近旁。
為更進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案和效果，舉例如下例一入口煙氣SO2濃度，1200m9/Nm3煙氣量1,000,000Nm3/h(約相當(dāng)300MW火電廠煙氣量)海水鹽度 2.4％洗滌海水流量 7,000m3/h海水總流量 45,000m3/h曝氣風(fēng)量 10,000Nm3/h曝氣時(shí)間 15分鐘曝氣區(qū)有效容積為11,250m3出口煙氣SO2濃度，120mg/Nm3(脫硫率90％)排水pH＞6.8排水COD增量＜4.5mg/l例二入口煙氣SO2濃度，2400mg/Nm3煙氣量1,000,000Nm3/h海水鹽度 3.2％洗滌海水流量 10,000m3/h海水總流量 55,000m3/h曝氣風(fēng)量 20,000Nm3/h曝氣時(shí)間 8分鐘出口煙氣SO2濃度，480mg/Nm3(脫硫率80％)曝氣區(qū)有效容積為 7,333m3排水pH＞6.5排水COD增量＜5mg/l
權(quán)利要求
1.一種曝氣法海水煙氣脫硫工藝，它包括取海水和海水在洗滌塔中洗滌煙氣，以及海水排出工藝流程；其特征在于，經(jīng)洗滌過(guò)的煙氣的海水在排至海域等自然環(huán)境之前，設(shè)置恢復(fù)其水質(zhì)，以達(dá)到環(huán)境質(zhì)量要求的工藝流程；該工藝將吸收了SO2的酸性海水與未吸收SO2的海水摻混，然后對(duì)該混合的海水鼓入空氣即曝氣；向混合海水中鼓入空氣的數(shù)量，可以是空氣以標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)、海水以立方米/小時(shí)來(lái)計(jì)量，其空氣與混合后的海水的比例為(0.1～1.5)∶1、曝氣時(shí)間為2—20分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫工藝，其特征在于，降低海水酸性的工藝流程是在曝氣裝置中完成的，吸收了SO2的酸性海水進(jìn)入曝氣裝置中的同時(shí)，向裝置中注入未吸收SO2的海水，然后在曝氣裝置中對(duì)混合的海水鼓入空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫硫工藝，其特征在于，吸收了SO2的酸性海水是在與大氣隔絕的條件下與未吸收SO2海水摻混。
4.一種曝氣法海水煙氣脫硫工藝所專用的曝氣裝置，其特征在于，它包括曝氣池、曝氣通道，和鼓風(fēng)機(jī)；曝氣池包括海水混合區(qū)和曝氣區(qū)；曝氣通道的出氣口位于曝氣區(qū)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曝氣裝置，其特征在于，曝氣裝置一端的海水混合區(qū)其下部有酸性海水進(jìn)入口，未吸收SO2海水的注入口位于酸性海水的進(jìn)入口近旁，另一端的曝氣區(qū)其上部有降低了酸度的海水出口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種曝氣法海水煙氣脫硫工藝及其曝氣裝置，適用于對(duì)工業(yè)燃燒設(shè)備所排放的煙氣進(jìn)行脫硫，以便凈化環(huán)境。它包括取海水和海水在洗滌塔中洗滌煙氣，以及海水排出工藝流程其洗滌了煙氣的海水在排至海域前，設(shè)置降低海水酸性及其化學(xué)耗氧量(COD)的工藝流程；該工藝將吸收了SO
文檔編號(hào)B01D53/50GK1134852SQ95119389
公開(kāi)日1996年11月6日 申請(qǐng)日期1995年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者彭斯干, 唐崇武 申請(qǐng)人:彭斯干, 電力工業(yè)部中南電力設(shè)計(jì)院, 深圳晶源環(huán)保科技有限公司