海水脱硫范文

海水脱硫范文（精选4篇）

海水脱硫 第1篇

海水脱硫工艺是利用天然海水的碱度中和烟气中的酸性气体二氧化硫[3]。采用此烟气脱硫工艺后,将排往大气危害陆生生态环境的二氧化硫转化为硫酸盐直接送入大海。该工艺无需任何人工化学脱硫剂,其排水经简单处理后符合国家制定的海洋环境水质标准,并且在脱硫过程中无废水和工业固体废物的产生,因而适用于沿海火力发电厂的烟气治理,还可应用于沿海地区的冶金、化工、造纸等行业,是有广泛的应用市场。

1 海水的化学特性

海水的天然化学特性是由雨水将陆地上的碱性物质带到海洋中形成天然的碱度,这是海水进行烟气脱硫的物质基础,海水中含有能接受H+的物质的量,例如氢氧根、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、亚硫酸盐、腐植酸盐和氨盐等物质,其中代表物质是氯化钠和硫酸盐[2,3]。表1为深圳西部电厂附近海域海水水样分析结果,可见海水中的可溶盐类一般都可以与其酸式盐之间相互转化,所以海洋是一个巨大的具有天然碱度的缓冲体系,依靠海水的天然碱度,就能使脱硫海水的pH值得到恢复,既达到了烟气脱硫的目的,又能满足海水排放的要求。一般海水的pH值在7.5～8.3之间,天然碱度为2.0～2.9mg/L[4]。

2 海水脱硫工艺原理

天然海水中含有大量的可溶盐,其主要成分是氯化物和硫酸盐,也含有一定量的可溶性碳酸盐,因此,海水通常呈碱性,自然碱度为1.2～2.5mmol/L。这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2能力。利用海水这种特性洗涤并吸收烟气中的SO2,达到烟气净化之目的[4]。

海水脱硫工艺按是否添加其他化学物质作吸收剂分为2类:(1)不添加任何化学物质,用纯海水作为吸收液的工艺,以挪威ABB公司开发的Flakt-Hydro工艺为代表。这种工艺已得到较多的工业化应用[3,4]。(2)在海水中添加一定量石灰,以调节吸收液的碱度,以美国Bechte公司为代表。这种工艺在美国建成了示范工程,但未推广应用[3,4,5]。以下介绍的海水脱硫工艺均指第1类。纯海水脱硫工艺的基本流程如图1所示。

海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统、电气、控制系统等组成。其主要流程是:锅炉排出的烟气经除尘器后,由FGD系统增压风机送入气—气换热器降温,然后进入吸收塔,在吸收塔中被来自循环冷却系统的部分海水洗涤,烟气中的SO2在海水中发生以下化学反应[2,3,4,5]:

$\begin{array}{l}\text{S}\text{Ο}{}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}\to \text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_3\\ \text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_3\to \text{Η}{}^{-}+\text{Η}\text{S}\text{Ο}{}_3^{-}\\ \text{Η}\text{S}\text{Ο}{}_3^{-}\to \text{Η}{}^{-}+\text{S}\text{Ο}{}_3^{2-}\\ \text{S}\text{Ο}{}_3^{2-}+\frac{1}{2}\text{Ο}{}_2\to \text{S}\text{Ο}{}_4^{2-}\end{array}$

以上反应中产生的H-与海水中的碳酸盐发生如下反应:

CO${}_3^{2-}$+H- → HCO-3

HCO-3+H- → HCO3→CO2+H2

吸收塔内洗涤烟气后的海水呈酸性,并含有较多的SO2-,不能直接排放到海水中去。吸收塔排出的废水流入海水处理厂,与来自冷却循环系统的海水混合,用鼓风机鼓入大量空气,使SO${}_3^{2-}$氧化为SO${}_4^{2-}$;并驱赶出海水中的CO2,并处理后海水的pH值、COD等达到同类海水水质标准后排入海域,净化后的烟气通过GGH升温后经烟囱排入大气。

3 与石灰石——石膏法工艺的比较

石灰石—石膏法适用于不同容量电厂,不同煤炭含硫量的锅炉的烟气脱硫目前在国内大型电厂中广泛采用[6]。同样海水法脱硫适用于不同容量沿海电厂,燃煤含硫量需在1%以下。

3.1 脱硫工艺系统比较

石灰石—石膏法脱硫由吸收剂制备系统、烟气SO2吸收系统、石膏脱水系统、工艺水系统等组成。各系统相对复杂,如吸收剂制备系统包括石灰石运输、接受、破碎、提升、仓储、给料、磨制、制浆、输送等工艺过程,烟气SO2吸收系统包括烟气再热、浆液再循环、浆液搅拌、氧化、事故浆液贮存、石膏浆液输送等工艺过程。石灰石—石膏法工艺系统复杂,由于系统设备数量大,需要控制点多,设备启动、停止操作复杂。

海水法脱硫包括海水升压系统、烟气SO2吸收系统、海水曝气氧化系统、排水系统组成。脱硫系统相对简单,烟气流程和石灰石—石膏法相同,吸收剂系统仅是将部分汽轮机循环水排水升压,进入脱硫塔吸收SO2,再将排水和其它循环水混合,鼓入空气,将亚硫酸根氧化成硫酸根,然后排回大海。整个海水脱硫系统简单,运行控制容易,系统停运没有任何后续需要处理的工作。

3.2 脱硫剂比较

石灰石—石膏法脱硫剂采用石灰石浆液,石灰石的购买和运输费用较高。另外湿法脱硫吸收剂制备需要庞大的制备系统,吸收剂制备费用也高[2,3]。

海水脱硫吸收剂采用海水,海水直接来自汽轮机循环水排水,经海水升压泵升压送入脱硫塔,海水和烟气进行化学反应,吸收烟气中SO2,脱硫塔排水自流进入曝气池。工艺简单,脱硫剂费用低廉[1]。

3.3 淡水消耗比较

石灰石—石膏法脱硫需要大量的淡水,淡水损耗除少量排污外,大部分由脱硫塔蒸发随烟气排出,进入大气。由于不同厂家脱硫系统、工艺过程参数控制和设备的差别,淡水消耗量会有少量差别,但差别不大,900MW湿法脱硫1台机组平均淡水消耗量约为135t/h,消耗淡水量约为3240t。石灰石一石膏法脱硫需要控制吸收剂氯离子含量,控制吸收剂中不利化学反应的化学成分,防止设备腐蚀和结垢,因此不能使用海水。

海水脱硫脱硫剂为海水直流供水系统。海水脱硫淡水消耗主要用于设备冷却和设备冲洗用水,初步推算900MW机组淡水消耗量约为22t/h,淡水消耗量少。

3.4 脱硫副产品比较

石灰石—石膏法[5]脱硫系统的副产品为二水石膏,每天需要处理石膏的工作量很大,灰场的投资相应增大,如处理和管理不当,还可能造成二次污染。

海水脱硫没有脱硫副产品的产生,节省了处理工作和费用。

3.5 环境影响比较

能量守恒、物质不灭,硫化物是否对环境造成污染要看其以何种形态存在,烟气脱硫即是将硫化物从SO2这种强污染性质的形态转化为另—种弱污染或无污染性质的形态。

石灰石—石膏法SO2和石灰石反应,生成石膏,石膏对人没有危害,将硫从对环境造成污染的形态转换为对环境无害的形态,达到保护环境的目的。湿法脱硫有少量废水产生,需经废水处理后排放。副产品石膏综合利用或碾压堆积,如运输过程处理不当,产生遗洒,会对环境产生污染,石膏抛弃场如处理不当,可能会对环境产生污染,如风吹扬尘,或形成对地下水源的污染。

海水脱硫技术作为一种减少大气污染的方法,是否有可能给环境(海洋环境)带来二次污染,自然是最关心的问题。中国环境监测总站对深圳西部电厂4号机组烟脱硫装置进行的实际监测表明:海水烟气脱硫工艺排水大部分项目均符合中华人民共和国GB3097-1997《海水水质标准》中最严格的一类水质标准,其余项目均符合较为严格的二类水质标准,pH指标也符合设计的三类水质标准,没有超标准物质排放。

海水脱硫技术是将SO2转化为无污染性质形态,也就是将原本排往大气而危害生态的SO2,转化为对海洋生态安全无害的硫酸盐形式排往海域。海水脱硫溶解性硫酸盐增加(50～70)×10-6,大约是海水本底总量的3%左右,作为海水中的固有成分,这一增量在仅考虑受纳海域混合稀释时也仍被认为处在正常的水质变化范围之内。

4 海水脱硫的主要设备及技术经济指标

海水脱硫系统采用单元制,每台机组设1套100%容量的脱硫装置,每台机组的主要设备为[2,3,4,5,6]:1台100%容量的动叶可调轴流式增压风机、1台100%容量的回转再生式烟气-烟气热交换器、l座100%容量填料式逆流吸收塔、2台50%容量卧式离心海水升压泵、1座100%容量采用深层曝气的海水处理厂、2台50%离心式曝气风机等。

由表2和表3可看出海水脱硫工艺有以下特点:

(1)采用天然海水作吸收液,不添加其他任何化学物质,节省了吸收剂制备系统,工艺简单。

(2)吸收系统不会产生结垢、堵塞等运行问题,系统可用率高。

(3)洗涤烟气的海水经处理符合环境要求后排入海中、无脱硫灰渣生成,不需灰渣处置设施。

(4)脱硫效率较高,有明显的环境效益。

(5)投资和运行费用较低,通常比湿式石灰石-石膏法低1/3。

5 结 论

沿海地区采用海水脱硫技术有十分优越的条件,首先临海,有充足的海水供给;第二,近岸海水呈弱碱性,可提高海水脱硫效率,降低脱硫工艺排水的处理难度;第三,可以减少淡水的消耗量,增加海水的供给量;第四,无副产品石膏的产生,减少副产品处理、处置的压力;第四,在脱硫过程中无废水排放,减少对水环境的影响;第五,可减少脱硫场地的占地面积,减少脱硫工程的投资和运转费用。所以,海水脱硫工艺是沿海地区防治大气污染脱硫技术的一项可行性技术。

摘要：通过对海水脱硫工艺与国内现有成熟脱硫工艺的优势进行了分析,得出了海水脱硫工艺适用于沿海地区脱硫工程的结论,且该工艺在投资、运行费用经济合理,是沿海地区防治大气污染的可行性技术之一。

关键词：海水脱硫,二氧化硫,防治,大气污染

参考文献

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[6]李术锋.中国控制酸雨和二氧化硫污染初战告捷.新华社,2000-7-25.

海水烟气脱硫技术改进探讨 第2篇

海水烟气脱硫技术改进探讨

近年来,海水烟气脱硫技术已在我国沿海地区火电厂脱硫项目中广泛应用.结合海水烟气脱硫技术的`研究现状和电厂的应用实践,对如何提高脱硫效率、减小曝气池占地面积等给出了具体改进建议,为我国海水烟气脱硫技术的改进与完善提供参考.

作 者：王思粉 冯丽娟 张佩 王景刚 李宇慧 作者单位：中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100刊 名：电力科技与环保英文刊名：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：26(3)分类号：X701.3关键词：海水脱硫 SO2 脱硫率 曝气池

海水脱硫工程用海评价指标浅析 第3篇

关键词：海水脱硫,评价,指标体系,海域生态环境

21世纪以来, 全球海洋环境, 特别是近海海域环境持续恶化, 渔业资源衰退, 赤潮灾害频发等诸多环境问题。如何有效地保护近海海域生态环境已成为当前世界各沿海国家共同面临的问题。海水脱硫技术作为一种减少大气污染物的方法, 是否会给海洋环境带来二次污染, 是目前许多专家学者所关心的问题之一。已有研究机构调查海水脱硫工程用海的海域环境资源质量状况, 分析脱硫工程排放污染物对海域生态环境的影响, 目前的研究结果表明[1,2,3,4]海水脱硫工程排水对海洋环境的短期影响不明显, 而长期累积效应还有待于进一步观察, 特别是海水的重金属污染, 其潜在的危害较大。主要是进入海洋的重金属经海洋生物富集作用, 通过食物链进入人体产生危害。过量的重金属往往会对生物造成严重的危害, 且随着食物链传递, 特别是有些金属通过生物作用使形态发生变化, 例如无机汞在微生物作用下转化为有机汞 (甲基汞) , 使金属毒性效应大大提高, 孕妇体内的甲基汞可侵入胎儿脑组织, 引起胎儿畸形, 人体食用了铅污染的水产品会出现神经系统及消化系统障碍, 镉污染的水产品可使人体骨骼中钙质被镉取代, 造成骨质疏松。铜和锌的污染海水, 可以使鱼类的鳃和体表面腐蚀, 出现呼吸障碍, 甚至死亡[5]。尽管重金属入海后会有存在形态的变化或因物理、化学和生物作用而发生迁移和转化, 以至于改变污染物固有的化学性质和毒性。但现实环境中, 大多数污染物会在生物体内蓄积而长时间难以排除体外。因此开展海水脱硫工程用海对海域环境的影响与评价的研究意义重大。

本文针对海水脱硫技术带来的海洋环境问题, 结合我国沿海各电厂海水脱硫工程用海实际状况, 给出评价指标, 通过综合分析脱硫海水水质、烟气污染物含量、海底沉积物质量、海洋生物资源等方面的因素, 构建适合我国海水脱硫工程用海评价指标体系, 为定量分析沿海各电厂海水脱硫工程对海洋环境的影响奠定基础, 为海洋资源的可持续利用与管理提供技术支撑, 以实现海洋生态系统的良性循环, 促进沿海地区社会经济的可持续发展。

1评价指标选取原则

基于海水脱硫工程用海评价的内涵, 借鉴国内外相关研究的最新理论与方法, 海水脱硫工程用海评价指标的选取应遵循以下原则。

(1) 全面且具有代表性。

海水脱硫工程对海域环境影响复杂, 海水脱硫工程用海评价的因素很多, 且影响程度的差异性较大。通过多因素综合评定法, 既要对近海海域的海水质量、生态环境资源及电厂实际工况等因素进行全面、综合的分析;同时还应突出重点, 避繁就简, 着重分析影响较大, 并具典型代表性的主导因素。

(2) 科学、客观。

选取的评价指标应能客观反映海水脱硫工程对海洋生态环境影响状况, 既要科学、规范, 内涵明确, 又要考虑在实际操作中数据的可获性和指标量化的难易程度, 应力求使所选因素数据来源准确且便于统计与测算。

(3) 常规、定量、易获取。

所选指标应尽量是反映海水脱硫工程对海洋生态环境影响的定量性评价指标, 以减少主观任意性, 且应是最常用、同时也是易获取的、综合性强、信息量大的规范性评价指标。

此外各评价指标应相互独立, 尽量避免重复计算;同时所选指标内容要简单明了, 容易理解, 并具有较强的可比性。

2评价指标体系的构建

目前, 海水脱硫工程用海的评价指标体系尚未建立, 也无统一的评价标准可循。如何构建海水脱硫工程用海的评价指标体系, 笔者在此略作尝试。遵循上述原则, 结合我国各沿海电厂海水脱硫工程对海洋生态环境的影响分析[1,2,3,4,6,7,8], 采用理论分析、经验选择和专家咨询相结合的方法, 着重考虑对海洋生态环境的污染和承载力有重大影响的指标, 经过筛选集聚构建一套相应的内容丰富、层次清晰、针对性强的评价指标体系 (图1) 。

海水脱硫工程用海的评价指标是由海水脱硫工程的排污状况和海洋生态环境的承载力两方面因素决定的, 既受海域自然资源、环境因素的制约, 又受到海水脱硫系统运行工况、排水水质、烟气污染物含量等诸多因素的影响。其评价指标可分为两类:一类是压力指标, 主要反映海水脱硫工程用海对附近海域生态环境的压力, 包括海水脱硫工程排放的海水水质、烟气、煤粉和煤灰中污染物含量等因素;另一类是承载力指标, 主要反映海洋生态环境对海水脱硫工程运行中排放污染物的承载能力, 包括脱硫工程附近海域的海水水质、表层沉积物和底栖生物中污染物含量等海洋生态环境质量方面的指标。

3承载力评价指标及其分级标准

为了分析海水脱硫工程对近海海域生态环境的影响程度, 建立既能反映海水脱硫工程用海实际情况, 又简便易行的评价方法。针对不同的承载力评价指标, 采用定量化计算并充分考虑相关的国家标准质量要求来确定各指标的评价等级, 各项评价指标的检测参照《海洋调查规范》《海洋监测规范》《海滨观测规范》等相关国家标准实施。

3.1海水水质评价指标及分级标准

根据海水脱硫工艺排水特点, 基于保护海域生态环境的目标, 选择温升、pH、化学需氧量、悬浮固体物、溶解氧、无机氮、活性磷酸盐、汞、铜、铬、铅、锌、镉、砷等14项水质指标用于评价近海海域的水质环境状况。首先溶解氧是所有水生生物的基本需求, 但在海水脱硫中的亚硫酸根向硫酸根氧化过程中被消耗掉大部分, 低氧或缺氧状况下常会伴随着大量的生物降解, 有时会产生藻类残渣并释放腐臭气味;其次伴随烟气中的飞灰进入海水的汞、铜、锌、镉、铬等重金属元素会在生物体内富集, 造成海洋生物的污染;最后pH、水温等条件会严重危害养殖业类生物的繁殖与生长。

采用海水水质指标的目的是为了表征急剧恶化的水质状况。水质的恶化不包括在相应站位偶尔出现的缺氧、营养物质富集等情况。当水质指标等级被定为较差时, 表明在监测期间, 这一站位的水质状况一直较差。如果此站位被定为良好或者一般, 则表明在采样期间, 这一站位不会出现较差的水质状况, 在其他时段有可能会出现短暂的水质较差的状况。为了在具体站位评估这种不确定性, 应适当提高采样率。14项水质指标的检测参照《海洋监测规范》 (GB173782007) 和《海水水质标准》 (GB30971997) 实施。

首先依据与本海域海洋功能区划水质标准要求的符合程度, 对单个站位水体中的pH、悬浮物、溶解氧, 以及汞、铜、锌、镉、铬等指标进行评价, 评价等级如表1所示。然后根据这14项指标确定单个站位的水质指标等级, 如表2分为良好、一般和较差3个等级。然后参考美国2005年《全国近岸状况报告Ⅱ》的判断标准计算各区域的水质指标等级 (表3) 。

3.2表层沉积物质量评价指标及分级标准

对于海水脱硫工艺排水的受纳海域水体来说, 另一个主要的环境问题就是沉积物中有毒化学品等污染物的富集。来自燃煤烟气中的多种金属和有机物 (硫化物、芳烃、二恶英等) 被脱硫海水带入大海, 并最终在沉积物中被累积。这些污染物可以破坏无脊椎动物、贝类和甲壳类动物等底栖生物群落稳定性, 并且可在生物体内富集, 通过食物链进一步危害人类的健康。

结合海水脱硫工艺排水水质特征和我国沉积物质量标准GB 186682002共确定石油类、汞、铜、锌、镉、铅、砷、铬、总有机碳、硫化物等10项沉积物质量指标, 由于我国海洋功能区划中并未对海洋沉积物质量进行要求, 因此就依照沉积物质量标准中一、二、三类沉积物质量标准要求来评价10项沉积物质量指标的良好、一般、较差 (表4) 。

完成单个站位沉积物中的总有机碳、硫化物、油类以及汞、铜、锌、镉、铬等指标的评价, 然后根据这10项指标确定单个站位的沉积物质量指标等级, 也分为良好、一般和较差3个等级 (表5) 。同理依据表6列出的标准判断各区域的沉积物质量指标等级。

3.3底栖生物污染物评价指标及分级标准

底栖生物在海水生态系统中具有重要的作用, 但由于底栖生物的迁徙能力差, 无法规避环境的污染问题, 因此经常被作为环境受干扰程度的指示生物。底栖生物体 (鱼类、贝类和软体类等) 内污染物是反映污染物富集状况和环境受干扰程度的敏感指标, 也是评价近海域环境质量的可靠指标。采集电厂附近海域捕捞或海水养殖的贝类的底栖生物进行重金属残毒量分析, 对评价海域生态环境质量状况具有重要意义, 因此选择6项重金属指标作为底栖生物污染物指标。

首先, 依据我国海洋生物质量标准GB 18421-2001中一、二、三类底栖生物质量标准要求, 评价汞、铜、铬、铅、锌、镉、砷等6项底栖生物污染物指标状况。

其次, 根据这6项指标判断单个站位底栖生物污染物指标等级。

最后, 计算该区域底栖生物污染物指标的评价等级, 其分级标准见表7。

3.4海洋生物质量评价指标与分级标准

浮游生物的物种组成、优势种群及群落结构特征指数 (如多样性指数、均匀度指数、优势度) 可在一定程度上反映出环境的变化, 其中多样性指数在国内外普遍被用来描述生物群落的生态学特征, 也常用来监测海水底栖生物群落结构的变化, 被认为是个较好的评价污染程度的工具。均匀度是衡量种群中各种类的数量分布是否均衡的指标, 其最大值为1, 最小值为0。一般来说, 在水质状况较好的海域, 浮游植物的种类数较多且种间比例较均匀, 因而多样性指数较大、均匀度指数较高。反之, 在重污染的海域, 种类数少且种间比例不均匀, 多样性指数小、均匀度指数低。因此选定浮游植物种类多样性指数和均匀度指数两项指标作为评价海洋生物质量的指标。同理依据表8和表9列出的标准判断评价指标等级。

3.5承载力评价指标综合分析

海水脱硫工程用海对近海域生态环境承载力的评价选择海水水质、表层沉积物、底栖生物污染物与海洋生物质量等四类指标, 尽管这些指标不能反映海水脱硫工程用海附近海域的所有特征, 但却能够提供有关附近海域的生态环境质量状况及其是否可以满足海洋生物和海域正常使用功能方面的信息。例如在某一站位, 如果四类指标中任何一项的等级被定为较差, 那么这个站位被确定为海域正常使用功能受到损害;如果四类指标中两项或多项的等级被定为一般, 并且没有1项被评为较差, 那么这个站位被列为海域正常使用功能受到威胁;如果四类指标全部被评为良好, 或者只有1项指标被评为一般, 没有指标被评为较差, 那么这个站位被确定为海域正常使用功能未受到损害。因此, 海水脱硫工程用海评价结果可用于评估近海域生态环境质量是否能满足海域正常使用功能的要求。

4结论

目前, 关于海水脱硫对海域生态环境影响的研究较多, 而海水脱硫工程用海的评价指标体系方面研究很少, 本文就这方面进行了初步探讨, 由于不同海域的扩散交换条件差别较大, 应根据各沿海当地海洋生态环境的实际状况, 对评价指标体系及其分级标准进行适当调整, 或选择试点海域, 建立一个更合理、科学、完善的评价指标体系, 为海洋资源的可持续利用与管理提供技术支撑。

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烟气海水脱硫系统运行研究分析 第4篇

摘要：介绍了妈湾电厂烟气海水脱硫系统的`脱硫机理、主要流程、设计参数和运行状况,从设计和运行维护上分析研究了影响脱硫效率和海水排放品质的原因,指出妈湾电厂烟气海水脱硫系统技术应用成熟,建议通过试验和改进措施来降低脱硫系统运行成本.作 者：陈启胜 高亮明 作者单位：陈启胜(深能合和电力(河源)有限公司)

高亮明(深圳妈湾电力有限公司)