海水脱硫工艺.docx

我国是燃煤大国，一次能源中燃煤约占75%，而SO2排放量的90%来自燃煤。在SO2排放 中，燃煤发电厂占总量53.3%，工业锅炉占38.8%，工业窑炉占7.9%。电力、冶金、化工、 建材等工业是排放SO2的主要工业群。 1国内外发展概况 海水脱硫与其它烟气脱硫技术相比，具有脱硫效率高，运行成本低，系统简单、投资少等特 点。早在上个世纪60年代末，美国加州伯克利大学就研究了利用海水中天然碱度来吸收烟 气中SO2的工艺原理。在此基础上，上个世纪70年代，挪威ABB-Flakt公司和Norsk-Hydro 公司合作，经实验台装置成功运行后，确立了 Flakt-Hydro工艺，在挪威广泛用于炼油厂及 工业窑炉的烟气脱硫。挪威以.ALSTOM(阿尔斯通)技术(曾称为ABB)为主流，世界上已经投产 项目中，采用ALSTOM技术的占有率达到80%，其它技术还有德国比绍夫和日本富士化水。 近年来，有30多套海水脱硫装置投入或即将投入运行，例如：1974年成功地应用于Porsgurnn 的工业燃油锅炉烟气脱硫；1988年在挪威Husnes炼铝厂实施了 F-FGD(Flue Gas Desulfurization) 工艺；同年印度塔塔(TaTa)电厂位于海边河口地区的Trombay(特罗姆贝)电厂5号机组(500MW) 部分烟气脱硫分期实施了 F-FGD工艺，其中第一期125 MW烟气脱硫采用预冷却器，这是世 界上第一台用海水进行火电厂FGD的装置；第二期125 MW容量烟气脱硫改用气--气热交换 器(GGH)，1994年投产，1995年，西班牙UNELCO电厂在4台80MW机组安装；1999年印 度尼西亚：Paiton电厂4X335 MW使用海水脱硫投入运行；马来西亚发电厂2X700 MW机 组于2002-2003年先后投入运行；英国苏格兰电力公司地处重要生态保护区的Longannet电 厂4X 600 MW燃煤发电机组的海水脱硫装置于2005年建设;其它如：日本炼油厂270 MW， 塞浦路斯130 MW也都在建设之中。 国内海水脱硫工程也以挪威的ALSTOM(原称ABB)的技术为主。最早，深圳市能源集团妈湾 发电总厂西部电厂4号机组(300 MW)从挪威引进1套ALSTOM纯海水脱硫系统，于1998年 底竣工，并于1999年3月8日通过72 h的连续运行并移交生产。通过运行实践证明：该装 置系统及设备运行状况良好，各项性能指标达到或优于设计要求，脱硫效率稳定在92%，工 艺排水pH值大于6.7。同时，被国家环保总局部署为海水脱硫示范工程。2004年2月23 日，西部电厂5、6号机组(2X300MW)海水脱硫装置建成投运，2004年9月，5、6号机组 海水脱硫通过国家环保总局的竣工验收。以后相继共建咸6套300 MW海水脱硫装置。 福建省龙海市漳州后石电厂由台塑董事长王永庆以台塑美国公司32亿美金独资建设，总装 机规模6X 600 MW。此前，台塑集团已采购美国制造的600 MW发电设备共13套主辅设 备(包括烟气脱硫装置)，其中6套安装于后石发电厂，另外7套用于台湾省六轻化基地(麦寮) 作为自备电站。原采用日本FKK的镁法工艺，后改用海水法脱硫，并于1999-2004年陆续投 入运行。正在逐步实施海水脱硫工艺的电厂有：秦皇岛电厂(1 000 MW)、青岛发电公司(4X 300 MW)、黄岛电厂(2X 66.0 MW)、厦门嵩(松)屿电厂(4X300MW)、浙江玉环电厂单机1 000MW扩建工程，另外，大连华能电厂总装机容量为4X350 MW，也采用挪威ALSTOM公 司的海水脱硫工程，并由该公司负责工程的核心部分设计。设计脱硫效率超过92%，曝气池 长110 m，宽80m，深6?8 m；风机房共890 m2，层高22 m。总投资4.3亿元，计划2009 年底竣工。 2基本原理、工艺流程及设备 2.1基本原理 天然海水中含有大量的可溶性盐类、其主要成分是氯化物和硫酸盐，此外海水中还溶存着相 当数量的：HCO3-、CO32-、H2BO3-及 H2PO4-、SiO4-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2 mmol/L,其中HCO3-的浓度约为1.8 mmol/L）。海水的pH 一般在8.0?8.2的范围内， 因此，纯海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收酸性气体的能力。 在吸收塔中，烟气中的SO2与喷淋海水相接触，SO2溶于水中并转化成亚硫酸，亚硫酸水解 成大量H+使得海水的pH值下降 化学反应式为： SO2+H2O—H2SO3 H2SO3—H++ HSO3- HCO3-f H++SO32- 也可以表示为：SO2+H2O=2H++ SO32- 生成的氢离子在吸收