[發明專利]一種水質恢復方法

有效

• 申請號: 200710165245.X
• 申請日: 2007-11-01
• 公開（公告）號: CN101269872A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 張妍;吳樹志
• 申請（專利權）人: 北京博奇電力科技有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/58;C02F103/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;李炳愛

技術領域

本發明涉及海水煙氣脫硫工藝中的水質恢復方法，特別是一種對燃煤發電廠脫硫系統中水質恢復多級曝氣的選擇方法，適用于消除含有能導致酸雨發生的二氧化硫等酸性物質。

背景技術

在我國，燃煤發電廠在電力行業中占有很大的比重，燃煤煙氣中含有大量的二氧化硫，二氧化硫的排放不僅影響空氣的質量危害人體健康，而且是酸雨形成的直接原因。由于環境保護的需要，燃煤電廠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二氧化硫，通常稱為煙氣脫硫工藝，大多數煙氣脫硫工藝系統雖然能較好的脫除煙氣中的二氧化硫，但其造價高昂且二氧化硫吸收劑和副產品等因素引起的運行費用也很高，往往因為環境保護的需要而為企業帶來沉重的經濟負擔，形成環境效益和經濟效益的矛盾。

天然海水由于其所具有的自然堿度，使其成為廉價而優良的二氧化硫吸收劑，在沿海地區利用天然海水洗滌煙氣以去除煙氣中的二氧化硫的方法，其脫硫效果較好，工藝設施的造價及運行費用低，沒有副產物產生，其排水符合我國海洋環境水質標準，對海洋生態環境安全無害。該方法是將總的用于脫硫的海水水量的一部分送往洗滌塔洗滌煙氣中的酸性氣體，再將洗滌酸性氣體后的酸性海水與未用于洗滌酸性煙氣的剩余部分海水混和，然后對該混和后的海水鼓入氧化氣體曝氣，以進行氧化將例如亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽氧化成硫酸鹽，從而使海水達到環境質量要求后排放。

但是，很多情況下煤炭中硫的含量變化很大，例如我國某些煤礦的煤炭中硫的含量為0.1％～10％不等，如果二氧化硫的含量很高，吸收的二氧化硫生成亞硫酸鹽后不能完全被氧化成硫酸鹽，運行過程中容易因亞硫酸鹽造成系統結垢堵塞，從而給發電廠脫硫系統的正常運行、維護，尤其是海水脫硫系統中的水質恢復帶來了很大的困難。以往的方法中大多是對混和后的海水進行曝氣處理，國內僅有廈門嵩嶼電廠采用吸收塔和曝氣池兩段曝氣氧化，但本領域中并沒有在吸收煙氣后針對二氧化硫的含量進行曝氣量的選擇，以及根據用水水質的不同選擇不同的曝氣量，從而有效地實現水質恢復的方法。

本發明的目的在于，克服現有海水脫硫方法存在的缺點，為沿海地區的火力發電廠海水煙氣脫硫中曝氣量的選擇提供一種可行的方法，進而有效地實現水質恢復。

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種海水脫硫系統中有關水質恢復曝氣量的選擇方法，適應不同硫含量的燃煤以及水質中需要恢復的成分的大幅變化，在洗滌塔和曝氣池中均有曝氣裝置，可以有效地采用各自曝氣或者聯合曝氣。

通過對含有O₂的氧化氣體消耗量進行分析，可以知道氧化氣體的消耗總量應為自然氧化氣體總量和強迫氧化需要氣體總量之和。其中，自然氧化是指煙氣中的O₂被吸收后對已吸收的SO₂發生的非人為控制的氧化反應；強制氧化是向已經吸收SO₂的海水中鼓入氧化氣體進行曝氣，將可溶性亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽幾乎完全氧化成硫酸鹽。其中所述“幾乎完全氧化成硫酸鹽”是指氧化的程度足以滿足工業生產和環境保護的需要、以及相應的本領域檢測標準，例如＞99％，優選完全氧化。

因此，可以確定氧化氣體消耗總量的數學模型如下所示：

OAT＝OAF·η_f+OAA·η_a?????????????????????(1)

其中：

OAT--理論上氧化SO₂需要的氧化氣體總量；

OAF--強迫氧化所需的氧化氣體總量；

η_f--強迫氧化的氧化氣體利用率；

OAA--自然氧化SO₂氧化氣體總量；

η_a--自然氧化的氧化氣體利用率。

理論上氧化SO₂需要的氧化氣體總量又是由入口煙氣流量和已吸收的SO₂含量決定的，而氧化一分子SO₂需要1/2分子的O₂。設氧化氣體中氧氣的含量為C，例如，在使用空氣作為氧化氣體的情況下，其通常為21％，因此理論上氧化SO₂需要的氧化氣體總量的計算式如下：