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海水烟气脱硫恢复系统的实验室模拟评价

中国海洋大学学报（自然科学版） 2020年第3期50卷 67-72页

作者：徐海波高东宇王东鹏薛军王小立芦永红海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 北京龙源环保工程有限公司北京100044

恢复系统是海水烟气脱硫(SWFGD)技术的重要组成部分,如何对设计和运行参数进行实验评价一直是难点问题。本文在前期大量工程实践的基础上,建立了一套模拟实际工况多参数变化的循环式实验装置,将曝气深度和池容积按比例缩小,并强化处理... 详细信息

恢复系统是海水烟气脱硫(SWFGD)技术的重要组成部分,如何对设计和运行参数进行实验评价一直是难点问题。本文在前期大量工程实践的基础上,建立了一套模拟实际工况多参数变化的循环式实验装置,将曝气深度和池容积按比例缩小,并强化处理海水的循环次数,提出针对气液比计算的缩比模型经验公式。实验中通过调节气体或液体流量、氧化时间、曝气池高度和容积等参数,有效模拟了工厂直排型海水脱硫恢复系统气液比(0.29~7.74)对S(IV)氧化效率、溶液pH值和溶解氧(DO)浓度的影响。此外,还评价了一种电化学-化学复合氧化改进处理技术,考察增加电极保护套对恢复参数的影响,研究结果可为工业放大提供依据。

关键词：海水烟气脱硫海水恢复电化学氧化气液比模拟装置经验公式

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海水烟气脱硫工艺设计及优化

现代化工 2010年第S2期30卷 259-262页

作者：赵文强李春虎王亮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

运用流程模拟软件Aspen P lus模拟了海水烟气脱硫的吸收部分,探索了液气比、温度、烟气量以及海水成分、填料高度等对脱硫率η的影响,并对进料方式进行了初步优化。

关键词：海水烟气脱硫模拟优化

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海水烟气脱硫膜吸收单元及工艺研究

膜科学与技术 2011年第5期31卷 58-63页

作者：陈颖关毅鹏张召才郭春刚刘国昌李晓明国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

以海水作为吸收剂,采用自行研制的中空纤维管式膜接触器作为吸收单元,进行膜吸收法海水烟气脱硫过程模拟试验研究.考察膜接触器结构、膜填充密度、膜吸收单元工艺方式、模拟烟气SO2浓度、温度、气液流量等因素对脱硫效率的影响.结果表明... 详细信息

以海水作为吸收剂,采用自行研制的中空纤维管式膜接触器作为吸收单元,进行膜吸收法海水烟气脱硫过程模拟试验研究.考察膜接触器结构、膜填充密度、膜吸收单元工艺方式、模拟烟气SO2浓度、温度、气液流量等因素对脱硫效率的影响.结果表明,提高烟气温度、海水流量、膜接触器内气液分布均匀程度、气液相有效接触面积、增加膜吸收级数,均有利于提高脱硫率;烟气流量及SO2浓度的增大不利于SO2的脱除;烟气流经管程的气液流程方式利于提高脱硫率,但是气阻大,进气压力高,工程化应用难以实现.提高膜材料传质特性和优化设计膜接触器结构是提高膜吸收法烟气脱硫效率的根本途径.

关键词：中空纤维膜膜接触器海水烟气脱硫膜吸收

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海水烟气脱硫技术及其在火电厂的工程应用

海水烟气脱硫技术及其在火电厂的工程应用

作者：张军西南交通大学

学位级别：硕士

目前对于大型燃煤火电机组的烟气脱硫,90%以上机组采用的是以石灰石—石膏法为主的湿法脱硫工艺(简称WFGD),本文介绍了一种自主技术的纯海水脱硫工艺(简称SWFGD)及在火电厂的工业应用,这种工艺也是湿法脱硫技术的一种,在比较研究国外海... 详细信息

目前对于大型燃煤火电机组的烟气脱硫,90%以上机组采用的是以石灰石—石膏法为主的湿法脱硫工艺(简称WFGD),本文介绍了一种自主技术的纯海水脱硫工艺(简称SWFGD)及在火电厂的工业应用,这种工艺也是湿法脱硫技术的一种,在比较研究国外海水烟气脱硫工艺、吸收塔型式、脱硫酸性海水曝气方式优缺点的基础上,利用天然海水弱碱性、具有吸收酸性气体的性质,自主开发了300MW机组纯海水烟气脱硫工艺和技术并成功应用于厦门嵩屿电厂4×300MW燃煤机组,该工艺是利用海水冷却电厂凝汽器排出的海水做为吸收剂来脱除电厂排放烟气中的SO,并将脱硫后的酸性海水经过曝气处理恢复水质后直接排放至大海,脱硫过程中未添加任何添加剂。该工艺中的SO吸收装置首次采用了高效吸收钢制喷淋空塔,在设计中优化了塔内气流方向,使烟气与海水达到充分混合和高效传质,脱硫效率达到95%以上;喷淋海水输送首次采用了母管制与单元制相结合的方式,在保证脱硫效率的同时也提高了脱硫系统的负荷适应性,节约了能耗;吸收塔脱硫后产生的酸性海水采用重力自流方式排放,脱硫海水水质恢复系统采用了以曝气池中层曝气为主、吸收塔内海水曝气为辅的两段曝气措施,合理的曝气时间和曝气风量计算使海水水质恢复较为彻底,排放海水pH值≥6.8。该工艺已应用于厦门嵩屿电厂4×300MW燃煤机组,运行测试结果表明,该海水烟气脱硫技术是成功的,性能达到国际领先水平。与目前广泛使用的石灰石—石膏湿法脱硫技术相比,海水脱硫具有脱硫效率高、运行成本低、投资少、系统简单可靠、无添加物、无副产品等明显优势,对于国内及东南亚地区数量庞大的海边电厂来讲,采用海水脱硫将具是很好的选择。

关键词：火电厂海水烟气脱硫自主开发工程应用

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膜吸收法海水烟气脱硫中试研究

膜科学与技术 2013年第5期33卷 73-77页

作者：关毅鹏刘国昌张召才郭春刚李晓明李浩陈颖国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 国家海水利用工程技术研究中心天津300192

利用自行研制的错流式气液膜接触器及其膜吸收法烟气脱硫中试装置,以原海水作为吸收剂,针对火电厂燃煤机组排放的实际烟气,开展了烟气处理量为1 000Nm3/h的膜法海水脱硫中试试验研究.主要考察了海水和烟气流量、烟气SO2浓度对脱硫效率... 详细信息

利用自行研制的错流式气液膜接触器及其膜吸收法烟气脱硫中试装置,以原海水作为吸收剂,针对火电厂燃煤机组排放的实际烟气,开展了烟气处理量为1 000Nm3/h的膜法海水脱硫中试试验研究.主要考察了海水和烟气流量、烟气SO2浓度对脱硫效率的影响;开展了中试装置稳定运行试验、技术经济分析和环境影响分析.结果表明:膜吸收法海水烟气脱硫技术经济优势明显,环境友好,应用前景广阔.

关键词：膜吸收膜接触器海水烟气脱硫

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火力发电机组海水烟气脱硫效率优化研究

热力发电 2011年第10期40卷 25-28页

作者：胡剑琛广东拓奇电力技术发展有限公司广东广州510730

对某沿海电厂1 000MW火力发电机组海水烟气脱硫系统在定负荷条件下,建立了基于最小二乘支持向量机的脱硫效率优化模型。利用遗传算法对烟气入口SO2浓度、净烟气流量、净烟气温度、海水升压泵电流、吸收塔入口海水流量与温度等运行参数... 详细信息

对某沿海电厂1 000MW火力发电机组海水烟气脱硫系统在定负荷条件下,建立了基于最小二乘支持向量机的脱硫效率优化模型。利用遗传算法对烟气入口SO2浓度、净烟气流量、净烟气温度、海水升压泵电流、吸收塔入口海水流量与温度等运行参数进行寻优,获得了当前负荷条件下提高机组脱硫效率的优化调整策略,确定了海水脱硫系统变工况运行参数基准值。实际应用结果表明,采用该优化调整策略可以使系统脱硫效率由96.784%提高到98.636%。

关键词： 1000MW机组海水烟气脱硫海水流量海水温度脱硫效率

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高效海水烟气脱硫中改性沸石催化剂的研究

高效海水烟气脱硫中改性沸石催化剂的研究

作者：闵鑫中国海洋大学

学位级别：硕士

随着环境保护要求的日益提高,我国SO2排放量逐年下降,到2010年止我国SO2排放总量下降12.45%,完成了“十一五”规划纲要确定的约束性指标。总结“十一五”规划期间SO2减排工作经验发现,技术进步贡献贡献率高达66%。因此,面对“十二五”... 详细信息

随着环境保护要求的日益提高,我国SO2排放量逐年下降,到2010年止我国SO2排放总量下降12.45%,完成了“十一五”规划纲要确定的约束性指标。总结“十一五”规划期间SO2减排工作经验发现,技术进步贡献贡献率高达66%。因此,面对“十二五”规划纲要中SO2减排新的挑战,需要对现有的脱硫技术进行优化改进,并提出创新,提高SO2脱除率。我国采用脱硫技术主要为燃烧后脱硫,燃烧后脱硫技术中,海水烟气脱硫技术因其无二次污染,成本低等优势,在沿海地区已有一定的应用。由于海水对SO2的吸收平衡限制,以及吸收后海水恢复阶段新鲜海水使用量和曝气池面积较大,限制了海水烟气脱硫技术的应用范围,对高浓度SO2烟气脱除率差强人意。本论文以天然斜发沸石为载体,通过浸渍法、沉淀法等方法负载铁的氧化物,制备海水烟气脱硫吸收塔用催化填料。通过改性,使得沸石在低pH值下对S(Ⅳ)具有较高的催化氧化性能,提高海水脱硫效果,降低吸收塔出口海水中S(Ⅳ)浓度,减低后续海水恢复系统的负荷,为海水烟气脱硫技术应用于脱除烟气中高浓度SO2提供实验数据和理论基础。以不同铁和锰的无机盐为前躯体,使用浸渍法、沉淀法及锰铁共同浸渍的方法制备改性沸石催化剂,评价不同焙烧温度、焙烧气氛等制备的改性沸石催化剂在不同反应温度下的活性,并通过XRD、SEM、TG-DTA、BET、TPD和TPR等手段对改性沸石催化剂的物化性质进行表征分析。并结合表征结果和活性评价结果,推测沸石催化剂存在条件下吸收塔中海水吸收SO2反应途径。从结果可以看出,经过浸渍法和沉淀法改性后的沸石催化剂对海水脱硫效果都有一定的提高,但其对S(Ⅳ)的氧化性能没有明显改善。而锰铁共浸渍改性后的沸石催化剂对脱硫率和S(Ⅳ)氧化率都有明显提高。对350-Fe-Clin在液相中催化评价结果发现,在pH为6左右时,S(Ⅳ)的氧化主要是非催化氧化,当pH值降低时,非催化氧化速率也降低。pH值降至3以下时,改性沸石催化剂的催化氧化作用逐渐明显。通过XRD和BET分析,发现改性后的沸石催化剂并未改变沸石原有骨架结构,催化剂的负载发生于沸石表面及孔道中。TG-DTA结果表示改性后的沸石催化剂对结晶水的吸附能力提高,且改性过程中部分无定型物发生转化。SEM-EDS结果可知改性后沸石催化剂中Fe元素含量为4%(wt%)。程序升温脱附结果显示,对于浸渍铁改性沸石催化剂,350-Fe-Clin对8O2的吸附能力最强,与活性评价结果相吻合。改变不同的吸收气氛,发现350-Fe-Clin对SO：和O：吸附作用因吸附方式的不同而改变。在无内外扩散影响下,350-Fe-Clin对SO2的脱附活化能为19.85kJ/mol。在H2气氛下进行TPR,结果发现低温焙烧后改性沸石催化剂中含有部分羟基化氧化铁,随着焙烧温度升高,羟基化氧化铁含量降低。综合表征结果和活性评价结果,分析催化剂存在下海水吸收SO2反应过程,通过非线性拟合和积分反应器方程计算得350-Fe-Clin表观活化能为-6.1kJ/mol。分析反应机理,过程中表观活化能为总反应活化能值与反应过程中总放热量的差值。

关键词：海水烟气脱硫斜发沸石催化氧化

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新型海水烟气脱硫工艺设计及优化

新型海水烟气脱硫工艺设计及优化

作者：赵文强中国海洋大学

学位级别：硕士

海水烟气脱硫工艺利用海水碱性吸收烟气中的SO,工艺较为简单具有经济性,且具有很强的应用前景。该工艺能够有效控制燃煤电厂污染气体SO的排放,明显可以改善大气质量。目前该工艺已被多家电厂应用,相关理论研究已有报道。实验室已从实验... 详细信息

海水烟气脱硫工艺利用海水碱性吸收烟气中的SO,工艺较为简单具有经济性,且具有很强的应用前景。该工艺能够有效控制燃煤电厂污染气体SO的排放,明显可以改善大气质量。目前该工艺已被多家电厂应用,相关理论研究已有报道。实验室已从实验方面对海水烟气脱硫影响因素进行了探索:海水盐度、碱度、温度、pH值等,并且进行了中试试验对几种类型的填料进行了对比研究。本文结合实验室的研究成果以及相关文献,对以下方面进行了深入探索: 1、深入探索了海水烟气脱硫(SFGD)中SO的吸收机理:对填料塔内海水吸收烟气中低含量SO进行了简化处理,根据相关原理以及主要影响因素将过程简化为碳酸氢盐对烟气中SO的吸收,结合电荷守恒以及全塔物料衡算,可以预测不同塔段pH、y(气相摩尔分率)、碳酸盐含量、SO吸收量的关系,结果存在一定的误差,但在工程上可以使用;求解了增强因子β,结合传质速率方程对传质系数进行了修正。 2、参照文献数据对吸收塔相关参数进行了设计计算,计算了塔径以及填料装填高度,计算了气液分布器的相关设计参数;运用流程模拟软件Aspen plus模拟了海水烟气脱硫的吸收部分,探索了液气比、烟气量以及海水成分、填料高度等对脱硫率η的影响,并对进料方式进行了初步优化。结果表明:操作液气比对脱硫效率有较大影响,脱硫效率随着液气比增大而升高;海水中HCO含量越高,脱硫效率越高;液气比恒定,烟气中SO含量升高使脱硫效率降低。结合相平衡线以及操作线方程计算了pH值随塔高的变化关系;对工艺进行了优化:一是液体进料量之和与单股进料相同,计算脱硫率,并与单股进料脱硫率比较;二是固定每段脱硫率相同,计算每段需要的海水流量。结果表明,两种方式都表现出比单股进料更好的效果。 3、恢复系统主要发生亚硫酸盐的氧化反应,根据双膜理论以及文献中数据分析,出塔海水中亚硫酸盐含量小于临界浓度,反应由双膜控制,反应级数并不为零。对文献中氧化动力学公式进行了讨论:在充分曝气的情况下,认为空气中O的浓度对反应速率没有影响,拟合了文献中数据,探索了反应速率常数k与[H]的关系,根据关系式计算了停留时间,以最佳转化率80%为例,探索了氧化时间t与pH的关系,在pH=6时氧化时间最短,t=0.05h,根据该停留时间计算了曝气池参数,出塔海水为酸性,需要添加海水使pH值提高至6左右,根据实验数据,采用稀释比为3时,pH值为6.04。以上述数据计算了曝气池以及排水池体积,采用投资较低的穿孔管作为曝气装置,空气分4路进入池底,计算得最长管路压力损失为2806.65kPa。

关键词：海水烟气脱硫增强因子模拟优化恢复系统

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海水烟气脱硫工艺吸收塔中NO_x作用探讨

电力科技与环保 2017年第1期33卷 17-20页

作者：刘翠梅温伟英何清溪张穗中国科学院南海海洋研究所广东广州510301

根据海水烟气脱硫国家示范工程海洋环境影响研究项目的检测结果,对海水烟气脱硫工艺相关问题进行探讨。提出烟气中NO_x对脱硫过程起着促进作用,且NO作为催化剂参与脱硫过程这一新观点;据此对海水烟气脱硫的工艺和设备设计思想提出建议。

关键词：海水烟气脱硫 NOx 催化剂