一种利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硫的技术领域，更具体地讲，涉及一种能够将碱性物质通过逐级稀释分散到大量的海水中并且使海水的pH值满足排放要求的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置。

背景技术：

海水烟气脱硫因循环利用电厂冷凝器冷凝海水作为烟气脱硫的吸收剂，投资和运行成本较低，被大量沿海电厂广泛采用。海水烟气脱硫工艺一般仅适合于燃烧中、低硫煤的锅炉的烟气处理，特别适合于烟气SO2浓度低于2000mg/Nm³的烟气处理。

受燃料来源和脱硫剂的限制，部分燃烧高硫煤或重油燃料的电厂不得不采用海水烟气脱硫工艺，如燃烧高硫燃料产生的烟气SO2浓度高达5000mg/Nm³,脱硫效率高达96％以上时满足烟气SO2的排放限值，但是其脱硫海水呈酸性，pH值仅2-5，达不到排海要求。

一般采取增大海水量的方式或加入碱性物质的方式来满足脱硫海水的排放要求。增大海水量仅适合于新建电厂项目，加入碱性物质既可适合新建项目，也可适合改造项目，但是要将几十千克的少量的碱性物质均匀地加入或分散到40000-150000m³/h的大量的海水中也是比较困难的。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能够将碱性物质通过逐级稀释分散到大量的海水中并且使海水的pH值满足排放要求的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置。

本实用新型提供了一种利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置，所述装置包括吸收塔、新鲜海水供给单元、碱性溶液供给单元和脱硫后海水曝气恢复单元；

所述新鲜海水供给单元通过海水输送管与吸收塔中的喷淋管相连，所述碱性溶液供给单元通过碱性溶液输送管与所述海水输送管相连，所述吸收塔底部的海水池通过海水返回管/沟与脱硫后海水曝气恢复单元相连，其中，所述新鲜海水供给单元中的新鲜海水能够溢流到所述脱硫后海水曝气恢复单元中与吸收塔排出的酸性海水混合。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述吸收塔中从下到上依次设置有海水池、喷淋管和除雾器，所述吸收塔上还设置有烟气入口和烟气出口，其中，烟气入口位于喷淋管与海水池之间，烟气出口位于除雾器上方。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述新鲜海水供给单元包括用于储存新鲜海水的海水泵池和用于抽取新鲜海水的海水输送泵。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述新鲜海水为来自电厂冷凝器的冷凝海水。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述碱性溶液供给单元包括用于储存碱性溶液的碱性溶液储存容器和用于抽取碱性溶液的碱性溶液输送泵。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述碱性溶液是由氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种溶于水或新鲜海水配制得到的，所述碱性溶液的质量浓度为5～50wt.％。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述脱硫后海水曝气恢复单元包括曝气池、曝气风机和曝气管，其中，所述海水返回管/沟和曝气管均伸入所述曝气池中，所述曝气风机与曝气管连接。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述喷淋管上设置有若干个喷嘴，所述海水返回管/沟伸入曝气池中管段上设置有若干个出水孔。

根据本实用新型所述的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的一个实施例，所述海水泵池与曝气池一体设置并且通过隔离墙彼此分隔，其中，所述海水泵池中的新鲜海水能够溢流到所述曝气池中。

与现有技术相比，本实用新型利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置通过在海水中加入碱性物质，可以有效提高海水脱硫效率；同时通过将碱性物质均匀逐级地稀释分散到大量的海水中，使高浓度SO2脱除后的海水pH值满足排放要求。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-烟气、2-吸收塔、21-烟气入口、22-喷淋管、23-除雾器、24-烟气出口、25-海水池、3-新鲜海水供给单元、31-海水泵池、32-海水输送泵、33-海水输送管、4-碱性溶液供给单元、41-碱性溶液储存容器、42-碱性溶液输送泵、43-碱性溶液输送管、5-脱硫后海水曝气恢复单元、51-曝气池、52-曝气风机、53-曝气管、54-海水返回管/沟。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面先对本实用新型利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的结构和原理进行详细的说明。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置的结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置包括吸收塔2、新鲜海水供给单元3、碱性溶液供给单元4和脱硫后海水曝气恢复单元5。其中，吸收塔2用于实现海水对烟气中高浓度二氧化硫的吸收，新鲜海水供给单元3则用于向吸收塔2提供用于吸收二氧化硫的新鲜海水，碱性溶液供给单元4则用于向新鲜海水提供能够与二氧化硫反应的碱性溶液，脱硫后海水曝气恢复单元5则用于将吸收塔2中脱硫后的海水进行曝气恢复并与部分新鲜海水混合，使得最终处理后的海水pH值达标排放。

根据本实用新型，新鲜海水供给单元3通过海水输送管32与吸收塔2中的喷淋管22相连，碱性溶液供给单元4通过碱性溶液输送管43与海水输送管33相连，吸收塔2底部的海水池25通过海水返回管/沟54与脱硫后海水曝气恢复单元5相连，其中，新鲜海水供给单元3中的新鲜海水能够溢流到脱硫后海水曝气恢复单元5中与吸收塔2排出的酸性海水混合，从而既能够将碱性物质通过逐级稀释分散到大量的海水中，又能够使海水的pH值满足排放要求。

优选地，吸收塔2中从下到上依次设置有海水池25、喷淋管22和除雾器23，吸收塔2上还设置有烟气入口21和烟气出口24，其中，烟气入口21位于喷淋管22与海水池25之间，烟气出口24位于除雾器23上方。喷淋管22上设置有若干个喷嘴，并且喷嘴优选朝下设置。由此，烟气1从烟气入口21进入，随后被喷淋管22喷淋的较强碱性的海水洗涤，再经过除雾器23除雾后从烟气出口24排出。由喷淋管22喷淋的海水洗涤烟气后跌落到吸收塔底部的海水池25，随后经过与吸收塔底部的海水池25连接的海水返回管/沟54重力自流排出。

根据本实用新型，新鲜海水供给单元3包括用于储存新鲜海水的海水泵池31和用于抽取新鲜海水的海水输送泵32。其中，海水输送泵32的入口连接于海水泵池31，海水输送泵32出口的海水输送管33与吸收塔2中的喷淋管22相连。并且，海水泵池31的新鲜海水通过海水输送泵32输送后剩余的新鲜海水则溢流到脱硫后海水曝气恢复单元5中与吸收塔2排出的酸性海水混合。本实用新型所使用的新鲜海水优选为来自电厂冷凝器的冷凝海水。

根据本实用新型，碱性溶液供给单元4包括用于储存碱性溶液的碱性溶液储存容器41和用于抽取碱性溶液的碱性溶液输送泵42。碱性溶液输送泵42的入口连接于碱性溶液储存容器41，碱性溶液输送泵42出口的碱性溶液输送管43与海水输送管33相连。由此，能够将几十至几百kg/h的碱性物质第一次与N×(10³-10⁴)m³/h的海水混合，并将少量的碱性物质第一次分散到新鲜海水中。

优选地，上述碱性溶液是由氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠等碱性物质中的一种或多种溶于水或新鲜海水配制得到的，该碱性溶液的质量浓度为5～50wt.％。

根据本实用新型，脱硫后海水曝气恢复单元5包括曝气池51、曝气风机52和曝气管53，其中，海水返回管/沟54和曝气管53均伸入曝气池51中，曝气风机52与曝气管53连接。优选地，海水返回管/沟54伸入曝气池51中的管段上设置有若干个出水孔。由此，吸收塔2中的脱硫后海水经由海水返回管/沟54重力自流到曝气池51中与海水泵池31溢流的部分新鲜海水混合，实现N×(10³-10⁴)m³/h的海水与M×(10⁴-10⁵)m³/h的海水的第二次混合，并将少量的碱性物质第二次分散到大量的海水中。并且，通过由曝气风机52提供的空气经过曝气管53曝气后，使脱硫后的海水pH值达标排放。

此外，海水泵池31优选地与曝气池51一体设置并且通过隔离墙彼此分隔，其中，海水泵池31中的新鲜海水能够溢流到曝气池51中。但本实用新型不限于此，也可以将海水泵池31与曝气池51分开设置，只要能够实现新鲜海水从海水泵池31到曝气池51的溢流即可。

简单地说，碱性溶液供给单元3中少量的碱性溶液通过碱性溶液输送管43输送到新鲜海水供给单元3的海水输送管33并与新鲜海水进行第一次混合形成较强碱性的海水后送入到吸收塔2并通过喷淋管22喷淋在吸收塔2内。较强碱性的海水与进入吸收塔2的烟气接触并对烟气进行洗涤，吸收烟气中的SO2后逐渐变成酸性海水并跌落到吸收塔2底部的海水池25中。跌落到吸收塔2底部的海水池25中的酸性海水通过海水返回管/沟54自流到曝气池51内从海水返回管/沟54的出水孔中均匀流出，与从海水泵池31溢流的较大量的新鲜海水进行第二次均匀混合后通过曝气方式恢复海水水质。

由此，本实用新型的装置通过将少量的碱性溶液两次与海水混合、稀释后被分散到大量的海水中，在增强吸收塔脱硫效率的同时，提高了脱硫后海水的pH值，满足了海水的排放要求。

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

某600MW燃煤火电机组的海水烟气脱硫原设计条件为：烟气设计SO2浓度为5000mg/Nm³(6％O干)、脱硫后SO2的排放浓度为200mg/Nm(6％O干)，海水碱度为2.98mmol/l、海水总量为93000m³/h。

采用本实用新型的装置进行海水烟气脱硫，将2m³/h、质量浓度为5wt.％的氢氧化钠碱性溶液与18000m³/h的新鲜海水第一次混合用于脱硫塔中的烟气脱硫，脱硫效率为98％；然后将吸收塔排出的18000m³/h的脱硫后海水与75000m³/h的海水在曝气池中进行第二次混合，通过两次混合实现将少量的碱性物质均匀分散到大量的海水中。通过曝气处理之后，排放海水的水质pH≥6.0。

同样的条件下，若不加入氢氧化钠碱性溶液，则脱硫效率仅为96％且排放海水水质pH≥4.5。

综上所述，本实用新型利用海水脱除烟气中高浓度二氧化硫的装置通过在海水中加入碱性物质，可以有效提高海水脱硫效率；同时通过将碱性物质均匀逐级地稀释分散到大量的海水中，使将高浓度SO2脱除的脱硫后海水的pH值满足排放要求。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。