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)最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(yùn)行。近年來(lái)，海水脫硫工藝在電廠的應(yīng)用取得了較快的進(jìn)展。繼印度TATA電廠在500MW機(jī)組上安裝2臺(tái)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(tái)80MW機(jī)組安裝了海水脫硫裝置，運(yùn)行良好。印度尼西亞某電廠的4X670MW新建機(jī)組配套安裝的海水脫硫裝置，已投入運(yùn)行。英國(guó)蘇格蘭電力公司的Longanet電廠4x600MW機(jī)組的海水脫硫裝置已得到政府批準(zhǔn)，并開(kāi)始建設(shè)。馬來(lái)西亞3×750MW機(jī)組配套的海水脫硫裝置正在安裝。

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(dá)到煙氣凈化之目的。

海水脫硫工藝按是否添加其他化學(xué)物質(zhì)作吸收劑分為2類：

（l）不添加任何化學(xué)物質(zhì)，用純海水作為吸收液的工藝，以挪威ABB公司開(kāi)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(guó)Bechte公司為代表。這種工藝在美國(guó)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(fù)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(fēng)機(jī)送入氣一氣換熱器的熱側(cè)降溫，然后進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中被來(lái)自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的部分海水洗滌。

吸收塔內(nèi)洗滌煙氣后的海水呈酸性，并含有較多的SO₃^2-,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(lái)自冷卻循環(huán)系統(tǒng)的海水混合,用鼓風(fēng)機(jī)鼓入大量空氣，使SO₃^2-氧化為SO₄^2-，并驅(qū)趕出海水中的CO₂?；旌喜⑻幚砗蠛Ｋ腜H值、COD等達(dá)到同類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后排入海域。凈化后的煙氣通過(guò)GGH升溫后經(jīng)煙囪排入大氣。

2．深圳西部電廠4號(hào)機(jī)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(jī)組屬媽灣電力有限公司，二期工程（2X300MW）機(jī)組屬西部電力有限公司，目前，正在建設(shè)的5、6號(hào)機(jī)組亦屬西部電力有限公司。整個(gè)電廠占用媽灣港的9．10．11號(hào)泊位。電廠西面臨珠江口的內(nèi)伶仃洋，廠區(qū)基本為開(kāi)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4X300MW，安裝2臺(tái)引進(jìn)型國(guó)產(chǎn)燃煤機(jī)組，3號(hào)機(jī)組已于1996年9月并網(wǎng)發(fā)電，4號(hào)機(jī)組于1997年10月建成投產(chǎn)。5、6號(hào)機(jī)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(chǎng)除塵器，除塵效率＞99％。每?jī)膳_(tái)爐各合用1座高210米，出口直徑7米的套筒煙囪，外簡(jiǎn)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)簡(jiǎn)用耐腐蝕合金鋼制成。

2．2FGD系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)依據(jù)

2．2．1燃煤

設(shè)計(jì)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(jī)T－ECR工況時(shí)，鍋爐實(shí)際耗煤量為114．4t／h；鍋爐B一MCR工況時(shí)，鍋爐實(shí)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(jì)值為T－ECR工況的鍋爐煙氣量，即110萬(wàn)m³／h，F(xiàn)GD系統(tǒng)按鍋爐B一MCR工況設(shè)計(jì)。FGD系統(tǒng)入口煙溫設(shè)計(jì)值為123℃，煙氣溫度變化范圍104－145℃。

2．2．3海水

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

2．2．4西部電廠海水FGD系統(tǒng)

西部電廠4號(hào)機(jī)組海水FGD工藝流程見(jiàn)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(fù)系統(tǒng)、電氣及監(jiān)測(cè)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(hào)機(jī)組引風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)煙道引出，系統(tǒng)設(shè)進(jìn)、出口擋板門及旁路煙道擋板門。FGD系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行時(shí)，旁路煙道開(kāi)啟，F(xiàn)GD系統(tǒng)進(jìn)、出口煙道擋板門關(guān)閉，煙氣直接進(jìn)入煙囪排放。FGD系統(tǒng)內(nèi)的煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)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、2SO₂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(jìn)，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(fù)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(hào)取水口取深層海水供4號(hào)機(jī)組使用。FGD系統(tǒng)水源直接取自4號(hào)機(jī)組凝汽器排出口的虹吸井，部分海水進(jìn)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(jìn)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(hào)機(jī)組排水溝入海。

2．3．4海水恢復(fù)系統(tǒng)

海水恢復(fù)系統(tǒng)的主體構(gòu)筑物是曝氣池，來(lái)自吸收塔的酸性海水與凝汽器排出的偏堿性海水在爆氣池中充分混合，同時(shí)通過(guò)曝氣系統(tǒng)向池中鼓入適量壓縮空氣，使海水中的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無(wú)害的硫酸鹽，同時(shí)釋放出CO₂，使海水的水質(zhì)達(dá)到同類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后排入海中。

2．3．5電氣

FGD系統(tǒng)用電電壓為6kV和380V，大于或等于200kw的電動(dòng)機(jī)采用6kV供電，200kW以下的電機(jī)采用380V供電。

2．3．6儀表與控制

FGD系統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)具備以下主要功能：

(1)數(shù)據(jù)采集功能。連續(xù)采集和處理反映FGD系統(tǒng)運(yùn)行工況的重要測(cè)點(diǎn)信號(hào)，如FGD系統(tǒng)進(jìn)出口煙氣的SO₂、O₂濃度及煙溫等。曝氣池排放口處pH、COD、水溫等。

（2）控制功能。對(duì)煙氣擋板的前后壓差進(jìn)行閉環(huán)控制，其他設(shè)備采用順序控制。

（3）配備各種必要的煙氣、海水現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀表。

2．4海水FGD系統(tǒng)運(yùn)行狀況

中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站對(duì)海水煙氣脫硫裝置進(jìn)行了驗(yàn)收前的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作。測(cè)試結(jié)果表明：該脫硫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備狀況良好，主要性能指標(biāo)均滿足國(guó)家的審查要求，達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)值。

有關(guān)運(yùn)行、設(shè)計(jì)資料見(jiàn)表1。海水脫硫系統(tǒng)性能保證設(shè)計(jì)值、實(shí)測(cè)值見(jiàn)表2、表3。

3．海水脫硫工藝有以下特點(diǎn)：

（l）采用天然海水作吸收液，不添加其他任何化學(xué)物質(zhì)，節(jié)省了吸收劑制備系統(tǒng)，工藝簡(jiǎn)單。

（2）吸收系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、堵塞等運(yùn)行問(wèn)題，系統(tǒng)可用率高。

（3）洗滌煙氣的海水經(jīng)處理符合環(huán)境要求后排入海中，無(wú)脫硫灰渣生成，不需灰渣處置設(shè)施。

（4）脫硫效率較高，有明顯的環(huán)境效益。

（5）投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，通常比濕式石灰石一石膏法低1／3。

圖2 深圳西部電廠#4機(jī)組海水煙氣脫硫工藝流程

表1運(yùn)行工況|

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站深圳西部電廠3#、4#機(jī)組環(huán)保設(shè)施及4#機(jī)組海水脫硫示范工程竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告（1999年9月）

[2]國(guó)家環(huán)保總局環(huán)監(jiān)函〖2000〗111號(hào)關(guān)于印發(fā)《深圳西部電廠海水脫硫工程排水跟蹤檢測(cè)階段總結(jié)匯報(bào)會(huì)議記要》的通知（2000年9月）

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