海水法烟气脱硫排水水质的估算和分析
海水脱硫工程用海评价指标浅析

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
2 0 1 3年
第 2期
海 洋 开 发 与 管 理
海 水 脱 硫 工 程 用 海 评 价 指 标 浅 析
张 召才 , 吕经 烈 , 郭 春 刚 ,关 毅 鹏 , 陈 颖
( 国 家 海 洋 局 天 津 海 水 淡 化 与综 合 利 用 研 究 所 天 津 3 O O l 9 2 )
海域 的海水 水质 、表 层 沉 积 物 、底 栖 生 物 污 染 物 、海 洋 生物 等 质 量 指 标 的评 价 等 级 ;为 定
量分 析 海水 脱硫 工 程用 海状 况 奠定 基 础 。
关 键 词 :海水脱 硫 ;评 价 ;指 标体 系 ;海域 生 态环境
2 1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
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
进 沿 海地 区社 会经 济 的可 持续 发展 。
海水烟气脱硫工艺

海水烟气脱硫工艺摘要:本文论述我国海水烟气脱硫工艺、挪威ABB 公司的flakt-hydro 海水烟气脱硫工艺以及美国Bechtel 公司的海水烟气脱硫工艺,并系统讨论海水烟气脱硫工艺的应用与发展及其优缺点。
关键词:海水烟气脱硫工艺;海水脱硫装置;环保;二氧化硫1 前言我国是一个资源生产和消费大国,然而经济的快速发展的同时加速了对燃料的需求,由燃料产生的环境问题已经越来越严重。
据国家环保部门统计,每年各种煤及各种资源冶炼产生的二氧化硫高达2158.7万吨,居世界第一位,二氧化硫排放量占世界的15.1%,由二氧化硫污染造成的酸雨面积占全国总国土面积的30%,严重影响人们的身体健康和环境,造成了难以估计的经济损失和社会危害。
因此有效地控制大气中的二氧化硫已成为刻不容缓的研究课题,高效率,高环保的脱硫技术更是成为了现阶段的环保领域关注的焦点。
2 海水烟气脱硫技术原理天然海水中含有大量的可溶性盐,其主要成分是氯化物、硫酸盐及少量的可溶性碳酸盐。
海水呈现碱性,PH 值为7.8~8.3,具有天然的酸碱缓冲能力及吸收二氧化硫的能力,海水烟气脱硫工艺技术就是利用海水的这种特性来洗涤烟气中的二氧化硫,以达到烟气净化的效果。
海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统以及工厂必备的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,由烟气脱硫系统(FGD 系统)增压风机送入气-气热交换器(GGH)的热侧降温以提高吸收塔内的二氧化硫吸收效率,冷却后的烟气由吸收塔地步送入,在吸收塔中与由塔顶均匀喷洒的海水(利用电厂循环冷却水)逆向充分接触混合,经过净化后的烟气,通过GGH 升温后,经由烟囱派入大气。
其脱硫流程图如图 1 所示:海水脱硫的机理如下:-++→+23222SO H O H SO (1)--→+2422322SO O SO (2) O H CO H HCO 223+→++- (3)海水在洗涤烟气的过程中,烟气中的的二氧化硫气体被海水吸收,生成亚硫酸根离子和氢离子,见反应(1),洗涤液的PH值随着降低;同时海水中的碳酸氢根离子能与氢离子发生反应,生成水和二氧化碳,见反应(2),从而阻止或缓和洗涤液PH值的继续下降,有利于海水对二氧化硫的继续吸收;洗涤后的海水变成酸性水,经曝气池处理达标后再排放到大海,见反应(3)。
海水法烟气脱硫试验

文章编号 : 10 6 7 (0 7 0 0 3 4 0 7— 4 6 2 0 )4— 0 4—0
气从 脱硫 塔顶 直 接排 空 。 脱硫 用海 水 为 电厂汽 轮凝 汽机 直流 冷却 后 的 排水 , 由泵引 入脱 硫塔 与烟 气进 行逆 向接触 传质 。
以 5~1 h流 量从 中 间池 引 出一 部 分 脱 硫 试 0m/
11 : 的体 积 比向池 中送入新 鲜 海水 与之 混 和 , 以提 高 吸收 液 的 p 值 。在 池 内进 行 空 气 曝 气 , 亚 H 使 硫 酸 盐 氧 化 成 硫 酸 盐 。 监 测 曝 气 池 出水 的 p H 值 、O D C D、 O和硫 酸 盐质 量浓 度 等指标 , 保达标 确
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石
油
化
工
技 术
经
济
第 23卷 第 4期
20 年 07 8 月
Te h o. o o c n Per c m ias c n Ec n mi si to he c l
海 水 法 烟气 脱 硫 试 验
陈伟 洪 蔡 益 剑 肖惠琪
( 中国石化上海石油化工股份有限公司环保 中心, 04 ) 2 50 0
s 2 HO—一s ; + H 0+ 2 0一 2 s ; 12 2 0一+ /0 s; O一
工专业 , 长期从 事环保 技术 开发、 环境影 响评 价和技 术管理
工作。
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第 4期 (0 7 20 )
陈伟洪等 . 水法烟气脱硫试验 海
烟气海水脱硫工艺排水对海洋环境的影响

烟气海水脱硫工艺排水对海洋环境的影响作者:佚名发布日期:2008-5-27 16:41:59 (阅193次)关键词: 脱硫海水脱硫摘要:烟气海水脱硫工艺利用天然海水作为吸收剂,不需要添加任何其它化学物质。
本文通过实测数据分析了深圳西部电厂#4机组脱硫装置排水对附近海洋环境的影响,并对青岛电厂海水脱硫工程排水对胶州湾水质的影响情况进行了初步预测。
结果表明脱硫排水对海洋环境的影响不明显,海水脱硫工艺对海洋环境是安全的。
1前言烟气海水脱硫工艺是利用天然海水作为吸收剂脱除烟气中SO2的一种湿式脱硫方法,在国外的开发和应用已有近30年的历史。
烟气海水脱硫技术最初在挪威广泛应用于炼油厂工业窑炉的烟气脱硫,近年来在其它国家燃煤或燃油电站锅炉上的应用有了较快的发展,目前共有三十多套海水脱硫装置投入或即将投入运行,如印度TATA电厂、西班牙UNELCO电厂、印度尼西亚PAITON电厂、深圳西部电厂、漳州后石电厂等,其最大单机容量已达到670MW。
我国沿海地区经济发达,海水脱硫应用于海滨电厂有着广阔的市场前景。
青岛是我国著名的沿海旅游城市,2008年将举办奥运会帆船比赛,对二氧化硫排放的要求非常严格。
青岛电厂地处胶州湾,海水交换条件良好,采用海水脱硫工艺具有得天独厚的条件,预计脱硫后每年可减少二氧化硫排放量三万多吨。
烟气海水脱硫工艺与石灰石-石膏工艺相比,具有投资与运行费用低、不需要吸收剂制备和副产品处理系统、不结垢等特点,系统也日趋成熟完善。
目前制约海水脱硫工艺推广的重要原因是人们担心海水洗涤烟气后排入大海是否会给海洋环境带来二次污染,因此研究这一课题就显得非常必要。
2烟气海水脱硫工艺介绍2.1烟气海水脱硫工艺原理天然海水通常呈碱性,其主要成分是氯化物、硫酸盐和一部分可溶性碳酸盐,具有很强的酸碱缓冲和吸收SO2的能力。
海水脱硫的一个基本理论依据就是自然界的硫大部分存在于海洋中,硫酸盐是海水的主要成份之一,环境中的二氧化硫绝大部分最终以硫酸盐的形式排入大海。
燃煤电站烟气海水脱硫技术浅析

燃煤电站烟气海水脱硫技术浅析引言:烟气海水脱硫工艺与石灰石-石膏工艺相比,具有投资与运行费用低、不需要吸收剂制备和副产品处理系统、不结垢等特点。
我国海岸线漫长,沿海地区经济发达,燃煤电厂众多,海水脱硫技术应用于海滨电厂前景广阔积累了较成熟的经验,海水脱硫系统简洁,性能优良、运行可靠、投资节省、运行成本较低等优点,结合越南永新电厂一期工程项目海水脱硫技术进行浅析。
一、海水脱硫原理烟气海水脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2的一种脱硫工艺。
由于雨水将陆地上岩层的碱性物质(碳酸盐)带到海中,天然海水通常呈碱性,PH值一般大于7,其主要成分是氯化物、硫酸盐和一部分可溶性碳酸盐,以重碳酸盐(HCO3-)计,自然碱度约为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的能力。
烟气进入吸收塔的底部,向上流动与下沉的海水反应。
海水具有与SO2中和反应所需的碱性。
烟气与海水密切接触。
烟气在吸收塔内的流速≤4.0m/s。
烟气从GGH进口至烟囱出入口的,整套系统(包括GGH)的脱硫率≥90%。
烟气中SO2与海水接触发生以下主要反应:SO2(气态)+H2O→H2SO3→H++HSO3-HSO3-→H++SO32-SO32-+1/2O2→SO42-上述反应为吸收和氧化过程,海水吸收烟气中气态的SO2生成H2SO3,H2SO3不稳定将分解成H+与HSO3-,HSO3-不稳定将继续分解成H+ 与 SO32-。
SO32-与水中的溶解氧结合可氧化成SO42-。
但是水中的溶解氧非常少,一般在7~8mg/l左右,远远不能将由于吸收SO2产生的SO32-氧化成SO42-,吸收SO2后的海水中H+浓度增加,使得海水酸性增强,PH值一般在3左右,呈强酸性,需要新鲜的碱性海水与之中和提高PH值,脱硫后海水中的H+与新鲜海水中的碳酸盐发生以下反应:HCO3-+H+→H2CO3→CO2↑+H2O在进行上述中和反应的同时,要在海水中鼓入大量空气进行曝气,其作用主要有:(1)将SO32-氧化成为SO42-;(2)利用其机械力将中和反应中产生的大量CO2赶出水面;(3)提高脱硫海水的溶解氧,达标排放。
燃煤电厂海水脱硫吸收塔水力计算探讨

2021年第20卷第1期燃煤电厂海水脱硫吸收塔水力计算探讨□赵雪梅【内容摘要】在海水脱硫工艺中,吸收塔是脱硫系统的关键设备,吸收塔底部海水排放设计在吸收塔设计中甚为关键,介绍了燃煤电厂海水脱硫吸收塔海水排放装置典型结构及水力计算方法,提出了吸收塔水位与海水潮位的关系。
【关键词】海水脱硫;燃煤电厂;水力计算【作者单位】赵雪梅,东方电气东方锅炉股份有限公司2015年以来,随着“一带一路”经济区的开放,中国企业 承接“一带一路”相关国家工程项目越来越多,投资比例快速 增长。
在燃煤电厂烟气治理方面,中国的烟气污染物排放限 值已走在世界前列,远超发达国家及世行水平。
中国将先进 的环保技术应用于一带一路国家,菲律宾、土耳其、印尼、巴 基斯坦、柬埔寨、埃及等国家均有大量采用海水脱硫工艺的 需求。
吸收塔底部海水排放装置,用于维持吸收塔液位,防 止烟气逃逸,保证吸收塔海水排放顺畅,液位低,海水不倒 灌,吸收塔建设成本低。
一、 海水脱硫原理海水法烟气脱硫工艺是利用天然海水中的碱度脱除烟 气中S 02的一种湿式烟气脱硫方法。
天然海水中含有大量的可溶性盐类,其主要成份是氯化 物(约占80%以上)和硫酸盐(约占10%左右),此外还含有 一定量的可溶性碳酸盐及重碳酸盐(约占〇. 3%左右),PH 值 一般在7.5 ~8.5范围内,甲基橙碱度一般为1.2 ~2.5mmol / L 。
因此,纯海水具有吸收酸性气体的能力。
在吸收塔吸收区(喷淋区),烟气和海水强烈接触,烟气 中的S 02溶解并转化成亚硫酸。
亚硫酸水解成H 'HSO /、S 0〗_D 海水呈天然碱性,其主要碱性阴离子为C 03'HC 032'与I T 在吸收塔底部海水池中发生中和反应。
在曝气池中,HS 03_和S 0〗_被鼓人的空气氧化成稳定的S 042_。
通过一系列化学反应,烟气中的502被海水洗涤转移到水相中,在水中以S 0〗_的形式存在。
烟气海水脱硫系统运行研究分析

海 水温 度 ℃ 海 水 P 值 H 海 水 含 盐 量 % 吸 收 塔 海 水 流 量 m/ h 23 .
2 .~ 07 71 4 . 75 . 18 . 65 50
2 烟气海水脱硫工艺及 系统概况
21 烟气 海水脱 硫 系统主 要流 程和 工艺 .
从锅 炉 引 风 机 出来 的 烟 气 经 增 压 风 机 (G ) 压 、 气 烟 FF升 烟 气换热器 (G ) G H 降温 后 进 入 吸 收 塔 内, 吸 收塔 内烟 气 与 来 自 在 凝 汽 器 出 口 的部 分 海 水 逆 向充 分 接 触 混 合 , 气 中 的 S , 海 烟 O被 水吸收形成亚硫酸 盐和氢离 子,脱硫后 的烟气经 G H升温后 G 排 入 烟 囱 。 吸 收塔 底 部 吸 收 了 S , 酸 性 海 水 流 入 曝 气 池 , O的 与 碱 性 的海 水 充 分混 合并 利 用 曝 气 风 机 往 海 水 中鼓 入 大 量 空 气 , 使 有 害 的 亚 硫 酸 盐 S 氧 化 为 原 海 水 大 量 存 在 的 硫 酸 盐 O: 一 s 2, o -同时 利 用海 水 中 的碳 酸 根 离 子 与氢 离 子 反应 , 成 的 C , 生 O 从海 水 中 释 放 出来 , 一 步提 高 海 水 的 D 进 H值 , 足 三 类 海 水 排 满 放 标 准 。烟气 海 水 脱 硫 系 统 主要 流程 见 图 1 。
妈 湾 电厂 在 } } 组 烟 气 海 水 脱 硫 系 统 试 验 的基 础 上 进 行 4机
H O_H++ 0 ( + 于 海 水 ) H 0 C 3 _ C 2气 溶 + + 2 总 的化 学 反 应 方 程式 如下 : S 2气 ) H 0 1 0 ( - S 4+ H O ( + 2 + / 2气)- 02 2 2 - - -  ̄ H O-H-}O ( + 于海 水 ) H0 C 3 + C 2气 溶 + - - + 2
海水烟气脱硫技术浅析

研究探讨海水烟气脱硫技术浅析任志强(中国华电集团贵港发电有限公司 广西贵港537100)[摘要]海水烟气脱硫工艺是利用天然海水作为烟气中SO2的吸收剂,无需添加任何化学药品,具有技术成熟、系统简单、运行可靠、投资少、不产生任何副产品等特点。
本文对海水烟气脱硫的工艺、原理、技术流派等问题进行了浅析。
[关键词]海水脱硫 烟气 技术流派海水烟气脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2的一种湿法脱硫工艺。
其具有以下优点:一是初投资少,直接引用凝汽器循环冷却所用海水;二是运行成本低,以天然海水作为吸收剂,不需要添加任何化学药品;三是脱硫效率高,一般可达90%以上;四是环保又安全,不产生任何废液及固体废物;五是技术成熟,系统简单,无结垢、堵塞隐患。
本文介绍了海水烟气脱硫的工艺、原理、当今主要技术流派,分析了各流派特点及适用条件。
1海水烟气脱硫工艺在脱硫吸收塔内,经除尘后的烟气与海水相向流动充分混合,烟气中的SO2等酸性气体被海水洗涤溶解到海水中,并与海水中的碱性物质发生中和反应,从而被脱除。
净烟气经GGH(气气换热器)加热后排放。
吸收塔排出的酸性海水自流至曝气池与其它新鲜海水混合,经曝气处理后使其水质恢复,达标排放。
2海水烟气脱硫技术目前,海水烟气脱硫技术仅由国外的Alstom(法国阿尔斯通公司)、Bischoff(德国鲁奇-比晓夫公司)、ABB(欧洲ABB公司)、Fujikasui(日本富士化水公司)、Mitsubishi (三菱重工)、Ducon(美国杜康公司)、荷兰霍高文公司、斗山公司、AE和国内的北京国电龙源公司以及东方锅炉厂等少数公司掌握,其中Alstom公司起步较早,在全球海水脱硫的市场占有率达到60%以上。
据不完全统计,国外从1968年首套海水脱硫装置投入商业运行以来,迄今已有50余套海水脱硫装置投运,装机总量超过19GW。
目前国内已有12个燃煤火电厂共47套海水脱硫装置投运或在建,总装机容量超过20GW,不仅总容量居世界首位,单台机组容量也创下世界最高水平,达到1000MW。
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海水法烟气脱硫排水水质的估算和分析骆锦钊(厦门华夏电力公司,福建厦门361026)摘要:对海水法烟气脱硫的排水水质进行定量估算,并讨论工艺排水对附近海域水质的影响。
关键词:海水脱硫;海域水质影响The estimate and analysis on discharged water quality for flue gas de-sulfurization technology by sea-waterLuo jinzhao(Xiamen Huaxia Electric Power Company,Xiamen China 361026)Abstract:The paper estimates and analyzes the discharged water quality for flue gas de-sulfurization technology by sea-water, the effect of discharge water from FGD system on surrounding sea water quality also discussed. Key words:Flue gas seawater FGD;effect on surrounding sea water quality1 海水脱硫原理海水法烟气脱硫工艺是利用天然海水脱除烟气中SO2的一种湿式脱硫方法。
天然海水中含有大量的可溶性盐类,其主要成份是氯化物和硫酸盐,此外,海水中还溶存着相当数量的HCO3-、CO32-、H2BO3-及H2PO4-、SiO3-等弱酸阴离子,其中主要为HCO3-,它们都是氢离子的接受体。
这些氢离子接受体的浓度总和在海洋学上称为“碱度”(海水的碱度约为2mmol/L,其中的HCO3-的浓度约为1.8mmol/L),海水的pH值一般在8.0-8.2的范围内。
因此,纯海水具有天然的弱碱性可用于吸收烟气中的酸性气体,从而达到烟气脱硫的目的。
2004年7月厦门嵩屿电厂所在的河口海域的水质检测结果见表1。
表1 海水水质调查结果嵩屿电厂利用凝气器排出的循环水(海水)进行脱硫,其工艺过程如图1所示。
在吸收塔,烟气和喷淋海水强烈的传质,烟气中的SO 2溶解并转化成亚硫酸,亚硫酸水解生成大量氢离子,使海水的pH 下降。
22()()SO g SO l ↔3222)(SO H O H l SO ↔+ -++↔3322SO H SO H生成的氢离子在吸收塔下部和曝气池中与海水中的HCO 3-发生中和反应生成二氧化碳和水,氢离子被吸收后,脱硫海水的pH 值逐渐恢复,二氧化碳则在氧化和曝气过程中被吹脱排入大气:O H l g CO H HCO 223),(+↔++-嵩屿电厂的海水法烟气脱硫采用两阶段氧化,即反应产生的亚硫酸根离子在吸收塔下部的海水 池和曝气池中被鼓入的空气氧化成稳定的硫酸根离子:--↔+2422123SO O SO 通过上述一系列化学反应,烟气中90%以上的SO 2能被海水洗涤转移到水相中,使排放烟气中的SO 2总量大幅削减。
同时,进入水相中的SO 2通过中和、氧化和曝气转化为在海洋中无害的硫酸根,并使脱硫排水的pH 值、DO 、COD 等指标达到排海标准。
图1 海水法烟气脱硫的工艺流程2 排水中的污染因子及源强从上面的工艺流程可知,脱硫排水的主要污染因子有:在收收塔中洗涤下来的烟尘及烟尘中的重金属排入海后引起海水悬浮物(SS )和重金属增加,喷淋水吸收烟气中的汞排入海里;脱硫生成的亚硫酸根离子在曝气阶段不完全氧化,排入海后继续消耗海水中的溶解氧;脱硫排水未能恢复到原海水的pH 值。
下面从理论并结合实验室的试验对污染物的源强进行预测计算。
2.1 排水悬浮物的浓度增量脱硫排水的悬浮物源自喷淋海水洗脱烟气中的烟尘。
当吸收塔布置在除尘器和烟囱之间时,吸收塔的入口烟尘浓度即除尘器的出口烟尘浓度,可根据锅炉燃烧计算给出的出口参数和除尘效率算出。
吸收塔对烟尘的洗脱率与吸收塔的结构(填料式、液柱式或喷淋式)、气液比等有关。
由于烟气经过多电场除尘后,进入吸收塔的烟尘大多在10μm 以下的小颗粒,所以吸收塔的洗脱率要比一般的湿法除尘效率低。
排水悬浮物浓度增量可由下式计算:C ss =(Q y ×C y ×ηc )/QC ss -排水悬浮物浓度, μg /L烟气凝汽器来循环水排向大海Q y-烟气流量, Nm3/hC y-吸收塔入口烟尘浓度,mg/m3ηc-吸收塔对烟尘的洗脱率,%Q-脱硫排水总量,m3/h2.2 排水重金属浓度增量海水吸收二氧化硫后,脱硫塔下部的海水呈酸性,洗脱的烟尘中的重金属易于溶出,从预测偏安全方面考虑,认为烟尘中的重金属全部溶出,因此根据悬浮物浓度和烟尘中重金属质量百分比(见表2),即可计算出脱硫排水的重金属浓度。
C zi= C ss×C iC zi-排水中第i种重金属的浓度,μg/LC i-烟尘的重金属含量, %表2 嵩屿电厂除尘器出口烟尘重金属含量的化验均值mg/kgCd Cr Pb As Cu Ni Zn 1.10 74.5 115 40.0 128 117 3362.3 排水汞浓度增量在重金属中,汞是易气化的物质。
不同产地的煤其汞含量差别很大。
我国煤中汞的含量在0.02-1.59mg/kg的范围内。
嵩屿电厂燃用的晋北煤汞含量为0.072-0.078mg/kg。
入炉煤中的汞在炉膛内高温燃烧,随炉底渣排出的汞量极微,几乎全部气化为单质汞Hg0(g) ,气态的单质汞随烟气流出炉膛后,随着烟温的降低,其部分被烟气中的含氯物质氧化,转化为气相二价汞Hg2+(g),部分被飞灰物理和化学吸附为颗粒汞Hg(P),剩余部分从烟囱排出。
上海电力学院和华东电力试验研究所对国产某300MW亚临界燃煤锅炉的测试表明,炉底渣中的汞只占煤中汞的0.9%。
又据清华大学的工程院院士徐旭常等人对美国13台发电机组的不同烟气处理系统研究、统计后得到的结论:选择性催化还原法脱硝+电除尘器能脱除烟气中的汞约50%;选择性催化还原法脱硝+电除尘器+湿法脱硫能脱除烟气中的汞约85%。
由此可知湿法脱硫可脱除烟气中的汞约35%。
嵩屿电厂拟采用选择性催化还原法脱硝+电除尘器+海水法脱硫的烟气处理系统。
因目前国内还没有海水法脱硫对汞脱除率的测试结果,由于气相二价汞易被水吸收,所以认为海水脱硫塔洗脱的汞量与(石灰石)湿法相同,为烟气中总汞量的35%。
因此,脱硫排水的汞浓度为:C Hg=(0.35G m×C’Hg)/QC Hg -排水汞浓度,μg/LG m -锅炉燃煤量, kg/hC’Hg-煤中的汞含量,mg/kg2.4 排水COD增量脱硫排水COD的大小取决于曝气过程中亚硫酸根的氧化率,氧化率的大小和鼓入的空气量及空气与海水的接触时间有关。
设计上氧化率可以达到90%以上。
根据上面的化学反应式,1摩尔的二氧化硫生成 1摩尔亚硫酸根,消耗16克的氧后生成1摩尔的硫酸根。
喷淋海水吸收的SO2量可以根据吸收塔入口烟气量、烟气中的二氧化硫浓度和脱硫塔的脱硫效率算出。
因此排水的COD浓度增量可以根据下式计算:COD = [16×Q y×C so2×ηs×(1-ηo)] /(64×Q)COD-化学耗氧量,μg/LC so2-入口烟气的二氧化硫浓度,mg/Nm3ηs -脱硫效率,%ηo–亚硫酸根的氧化率,%64-二氧化硫分子量2.5 排水pH的分析为计算排水pH值,须先行海水滴定和曝气实验。
根据进入脱硫塔的水量约占循环水量的30%,设计如下实验步骤:(1)测凝汽器出口海水的pH值,取水样150mL,采用已知浓度的硫酸滴定到甲基橙终点,记录硫酸消耗的体积U。
(2)用量筒取凝汽器出口的水样500mL 。
(3)再从量筒中取水样150mL 于烧杯中,依次滴加0、0.25U 、0.50U 、0.75U 、1.00U 、1.25 U 、1.50 U 的已知浓度的硫酸体积,摇匀后测定pH 值。
(4)烧杯中的试样返回量筒依次搅拌、用氧气曝气5分钟和10分钟后,分别测定混合液的pH 值。
根据以上实验得出,凝汽器出口海水pH=7.98,用浓度[1/2(H 2SO 4)]=0.1078mol/l 的硫酸滴定150ml 海水到甲基橙终点时,消耗硫酸体积U=3.1ml ,滴定结果如表3。
绘出海水的滴定曲线见图2:表3:海水用硫酸滴定和曝气结果滴入硫酸量/ml 0 0.25U 0.50U 0.75U 1.00U 1.25U 1.50U 混合搅拌PH 曝气5min 再曝气5min海水吸收的[H +] /mmol L -10 0.557 1.114 1.671 2.228 2.785 3.342 / / / 海水的pH7.986.736.195.714.173.363.086.487.027.5812345678900.5571.1141.6712.2282.7853.342图2 海水的滴定曲线从反应式可知,海水吸收1mol 的SO 2,生成2mol 的 H +。
吸收塔吸收SO 2后排水中H +浓度增量为:[H +]=(2×Q y ×C so2×ηs )/(1000×64×Q x ) [H +]-氢离子浓度,mmol/LQ x -进入吸收塔的水量,m 3/h嵩屿电厂300MW 机组设计的循环水量是43 200 m 3/h ,其中进入吸收塔的喷淋水量是13 520 m 3/h(约占循环水量的1/3),干烟气量1082 000 Nm 3/h ,二氧化硫浓度为1305mg/Nm 3,脱硫效率为90%,由上式可算出脱硫塔排水的[H +]=2.937 mmol/L 。
用滴定曲线内插,可以得到脱硫塔排水的pH=3.28脱硫塔排水与直接进入曝气池的循环水混合后,同样可计算出[H +]=0.919mmol/L ,用滴定曲线内插,可以得到脱硫塔排水的pH=6.38。
根据循环水量和曝气池流道长度及曝气流道断面积可以计算出曝气时间为6分钟,从上述的实验可知曝气6分钟后可望提高pH 约0.5个单位,因此曝气池的排水pH=6.9。
3 计算结果与海水本底值、标准值的比较根据嵩屿电厂300MW 机组的设计煤质等参数,计算出的曝气池脱硫排水的污染物增量如表4所列。
表4 排水污染物增量与比较项目 排水增量 本底值 一级排放标准海水水质标准 二类一类悬浮物/mg/l 1.85 21.9~131.9 70 人为增量≤10Hg/μgL -1 0.0771 0.007~0.017 50 0.2 0.05 Cd/μg L -1 0.00203 0.039~0.10 100 5 1 总Cr/μg L -1 0.138 0.064~0.12 1500 100 50 As/μg L -10.0740.0~2.35003020[H +] mmol/LpHPb/μg L-10.211 0.041~0.35 1000 5 1 Ni/μg L-10.216 0.38~0.88 1000 10 5 Cu/μg L-10.236 0.5~1.1 500 10 5 Zn/μg L-10.619 0.8~2.1 2000 50 20 COD/mg L-10.735 0.43~2.13 100 3 2排水pH=6.9 8.02~8.25 6~9 7.8~8.5,且不超出海域正常变动范围的0.2pH单位计算依据:1)锅炉燃煤量为127t/h,煤的Sar=0.63% 、Aar=19.77% 、Qnet.ar=22441kJ/kg、汞含量0.075mg/kg 。