前言

　　海水脫硫工藝是利用天然海水脫除煙氣中SO2的一種濕式煙氣脫硫方法。海水脫硫技術(shù)適合初在挪威廣泛用于煉鋁廠、煉油廠等工業(yè)鍋爐的煙氣脫硫，先后有近20套脫硫裝置投入運行。近年來，海水脫硫工藝在電廠的應(yīng)用取得了較快的進展。繼印度TATA電廠在500MW機組上安裝2臺處理煙氣量為44．5×104Nm3／h的海水脫硫裝置之后，西班牙在4臺80MW機組安裝了海水脫硫裝置，運行良好。印度尼西亞某電廠的 4 X 670MW新建機組配套安裝的海水脫硫裝置，已投入運行。英國蘇格蘭電力公司的Longanet電廠4 x 600MW機組的海水脫硫裝置已得到政府批準，并開始建設(shè)。馬來西亞3×750MW機組配套的海水脫硫裝置正在安裝。

　　 我國深圳西部電廠4號300MW機組立項建設(shè)中，深圳西部電力公司進行了大量的脫硫方案論證工作，經(jīng)國家環(huán)?？偩趾驮娏Σ颗鷾什捎煤Ｋ摿蚬に?。通過國際招標，由開發(fā)并應(yīng)用海水脫硫技術(shù)20余年的原挪威ABB環(huán)保工程公司中標，提供設(shè)計、供貨和技術(shù)服務(wù)。深圳能源集團為此成立了深圳能源環(huán)保工程公司，負責該項海水脫硫工程建設(shè)、技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)。該工程已于1999年3月投運，三年多來運行正常，各項性能指標均達到或超過了設(shè)計值。系統(tǒng)脫硫率達到92％－97％，工藝排水滿足海水水質(zhì)各項標準。該工程作為國家環(huán)?？偩峙c國家電力公司的示范項目，受到各有關(guān)部、局的關(guān)注和大力支持。1999年9月6日由國家環(huán)?？偩种鞒?，國家電力公司等參加對西部電廠海水脫硫工程通過驗收。根據(jù)國家電力公司和國家環(huán)?？偩值囊?，在該工程建設(shè)的同時，開展了脫硫工藝排水對附近海域水質(zhì)、海生物及海底沉積物影響的跟蹤監(jiān)測與研究項目.于2000年6月15，16日，由國家環(huán)?？偩种鞒终匍_了階段匯報會，與會領(lǐng)導與專家通過對檢測結(jié)果的分析，一致認為海水脫硫工藝排水對海洋水質(zhì)和海生物未產(chǎn)生不良影響，認為在有條件的海邊電廠可以作為一種比選脫硫工藝推廣應(yīng)用。

　　在工程建設(shè)的同時，國電公司電力環(huán)境保護研究所與深圳西部電力公司承擔了原電力部下達的《沿海燃煤電廠應(yīng)用海水脫硫技術(shù)的試驗研究》課題，在深圳西部電廠建成小型工業(yè)試驗裝置，針對該工藝的關(guān)鍵技術(shù)進行了試驗研究。1998年7月，國家電力公司主持召開了技術(shù)鑒定會，該研究成果在廣度和深度上達到國際先進水平，為進一步消化和掌握海水脫硫技術(shù)，自主國產(chǎn)化設(shè)計、建設(shè)海水脫硫裝置打下基礎(chǔ)。目前，深圳西部電廠5、6號機組（2×300MW）續(xù)建工程國產(chǎn)化配套建設(shè)的海水脫硫工程已進入詳細設(shè)計，設(shè)備采購，緊張的施工階段。

　　1.海水脫硫工藝原理

　　天然海水中含有大量的可溶鹽，其主要成分是氯化物和硫酸鹽，也含有一定量的可溶性碳酸鹽。海水通常呈堿性，自然堿度為1．2－2．5mmol／L。這使得海水具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2能力。利用海水這種特性洗滌并吸收煙氣中的SO2，達到煙氣凈化之目的。

　　海水脫硫工藝按是否添加其他化學物質(zhì)作吸收劑分為2類：（l）不添加任何化學物質(zhì)，用純海水作為吸收液的工藝，以挪威ABB公司開發(fā)的Flakt－Hydro工藝為代表。這種工藝已得到較多的工業(yè)化應(yīng)用。（2）在海水中添加一定量石灰，以調(diào)節(jié)吸收液的堿度，以美國Bechte公司為代表。這種工藝在美國建成了示范工程，但未推廣應(yīng)用。以下介紹的海水脫硫工藝均指第1類。純海水脫硫工藝的基本流程如圖1所示。

　　海水脫硫工藝主要由煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)、電氣、控制系統(tǒng)等組成。其主要流程是：鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵器后，由FGD系統(tǒng)增壓風機送入氣一氣換熱器的熱側(cè)降溫，然后進入吸收塔，在吸收塔中被來自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的部分海水洗滌，煙氣中的SO2在海水中發(fā)生以下化學反應(yīng)：

　　SO2＋H2O→H2 SO3

　　H2 SO3→H＋＋HSO－3

　　 HSO－3 →H＋＋SO23－

　　SO23－＋1/2O2→SO24－

　　以上反應(yīng)中產(chǎn)生的H＋與海水中的碳酸鹽發(fā)生如下反應(yīng)：

　　CO23－＋H＋→HCO3－

　　HCO3－＋H＋→H2CO3→CO2＋H2

　　吸收塔內(nèi)洗滌煙氣后的海水呈酸性，并含有較多的SO32-,不能直接排放到海水中去。吸收塔排出的廢水流入海水處理廠，與來自冷卻循環(huán)系統(tǒng)的海水混合,用鼓風機鼓入大量空氣，使SO32-氧化為SO42-；，并驅(qū)趕出海水中的CO2?；旌喜⑻幚砗蠛Ｋ腜H值、COD等達到同類海水水質(zhì)標準后排入海域。凈化后的煙氣通過GGH升溫后經(jīng)煙囪排入大氣。

　　2．深圳西部電廠4號機組海水脫硫工程

　　2.1電廠概況

　　 深圳西部電廠位于深圳市南頭半島西南端的媽灣港碼頭區(qū)。一期工程（2×300MW）機組屬媽灣電力有限公司，二期工程（2 X 300MW）機組屬西部電力有限公司，目前，正在建設(shè)的5、6號機組亦屬西部電力有限公司。整個電廠占用媽灣港的 9．10．11號泊位。電廠西面臨珠江口的內(nèi)伶仃洋，廠區(qū)基本為開山填海而成，除東側(cè)沿山地帶為陸域外，其余為海域。西部電廠建設(shè)規(guī)模為 4 X 300MW，安裝 2臺引進型國產(chǎn)燃煤機組，3號機組已于1996年9月并網(wǎng)發(fā)電，4號機組于1997年10月建成投產(chǎn)。5、6號機組正在建設(shè)中。鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG－1025/18．2－YM6型，除塵器采用蘭州電力修造廠生產(chǎn)的雙室四電場除塵器，除塵效率＞ 99％。每兩臺爐各合用1 座高210米，出口直徑7米的套筒煙囪，外簡為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)簡用耐腐蝕合金鋼制成。

　　2．2 FGD系統(tǒng)主要設(shè)計依據(jù)

　　2、2．1 燃煤

　　 設(shè)計煤種采用晉北煙煤，含硫量 0．63％。校核煤種為到貨混合煤，含硫量為0．75℅。汽機T－ECR工況時，鍋爐實際耗煤量為114．4t／h；鍋爐B一MCR工況時，鍋爐實際耗煤量126．9t/h。

　　2．2．2 煙氣

　　 FGD系統(tǒng)處理煙氣量的設(shè)計值為T－ECR工況的鍋爐煙氣量，即 110萬m3／h，F(xiàn)GD系統(tǒng)按鍋爐 B一MCR工況設(shè)計。FGD系統(tǒng)入口煙溫設(shè)計值為123℃，煙氣溫度變化范圍 104－145℃。

　　2、2、3 海水

　　 以4號機組凝汽器循環(huán)冷卻水作為脫硫吸收液。海水流量設(shè)計值為12t／S，凝汽器出口海水溫度為27-40℃。海水鹽度 2．3％。

　　2、3 西部電廠海水FGD系統(tǒng)

　　西部電廠4號機組海水 FGD工藝流程見圖2。該工藝由煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、海水供排水系統(tǒng)及恢復系統(tǒng)、電氣及監(jiān)測控制系統(tǒng)組成。

　　2．3．1煙氣系統(tǒng)

　　 FGD系統(tǒng)處理的煙氣自4號機組引風機出口聯(lián)絡(luò)煙道引出，系統(tǒng)設(shè)進、出口擋板門及旁路煙道擋板門。FGD系統(tǒng)正常運行時，旁路擋板門關(guān)閉，全部煙氣經(jīng)脫硫系統(tǒng)后由煙囪排出。FGD系統(tǒng)停止運行時，旁路煙道開啟，F(xiàn)GD系統(tǒng)進、出口煙道擋板門關(guān)閉，煙氣直接進入煙囪排放。FGD系統(tǒng)內(nèi)的煙氣經(jīng)增壓風機進入GGH降溫后再到吸收塔，凈化后的煙氣經(jīng)GGH升溫后，由煙囪排入大氣。

　　2．3、2 SO2吸收系統(tǒng)

　　 FGD系統(tǒng)的吸收塔采用填料塔型，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。煙氣自吸收塔下部引進，向上流經(jīng)吸收區(qū)，在填料表面與噴入吸收塔的海水充分反應(yīng)，凈化后的煙氣經(jīng)塔頂部的除霧器除去水滴后排出塔體。洗滌煙氣后的海水收集在塔底部，并依*重力排入海水恢復系統(tǒng)。

　　2．3．3海水供排水系統(tǒng)

　　 西部電廠循環(huán)水采用的海水為直流式單元制供水系統(tǒng)，冷卻水取自伶仃洋礬石水道，由2號取水口取深層海水供4號機組使用。FGD系統(tǒng)水源直接取自4號機組凝汽器排出口的虹吸井，部分海水進入吸水池，經(jīng)升壓泵送人吸收塔內(nèi)洗滌煙氣，吸收塔排出的海水自流進入曝氣池，在此與虹吸并直接排入曝氣池的海水匯流、充分混合并曝氣，處理后的合格海水經(jīng)4號機組排水溝入海。

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