本公開涉及使用傾斜曝氣和混合自動恢復(fù)處理流出物海水的方法，所述流出物海水在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體去除二氧化硫中產(chǎn)生。

本公開進一步涉及用于處理流出物海水的傾斜曝氣和混合自動恢復(fù)海水氧化池系統(tǒng)，所述流出物海水在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體去除二氧化硫中產(chǎn)生。

背景技術(shù)：

在許多工業(yè)過程中產(chǎn)生含有二氧化硫SO₂的過程氣體。一種這樣的工業(yè)過程是在燃燒設(shè)備(例如發(fā)電設(shè)備)中燃燒燃料，例如煤、油、泥煤、廢物等。在這樣的發(fā)電設(shè)備中，產(chǎn)生含有污染物的熱過程氣體，通常稱為煙道氣，所述污染物包括酸氣體，例如二氧化硫SO₂。在可將煙道氣釋放至大氣或環(huán)境空氣之前，需要從煙道氣去除盡可能多的酸氣體。其中產(chǎn)生含有污染物的過程氣體的工業(yè)過程的另一個實例為由氧化鋁電解生產(chǎn)鋁。在該過程中，在電解池的通風櫥內(nèi)產(chǎn)生含有二氧化硫SO₂的煙道氣。

WO 2008/105212公開了一種包含鍋爐、蒸氣渦輪系統(tǒng)和海水洗滌器的鍋爐系統(tǒng)。通過燃燒燃料，鍋爐產(chǎn)生用于蒸氣渦輪系統(tǒng)的高壓蒸氣，用于產(chǎn)生電力。從海洋收集海水，并且在蒸氣渦輪系統(tǒng)的冷凝器中用作冷卻介質(zhì)。海水隨后用于海水洗滌器，用于從在鍋爐中產(chǎn)生的煙道氣吸收二氧化硫SO₂。二氧化硫SO₂在海水中被吸收，并且形成亞硫酸根和/或亞硫酸氫根離子。來自海水洗滌器的流出物海水向前至曝氣池。使空氣鼓泡通過在曝氣池中的流出物海水，用于將亞硫酸根和/或亞硫酸氫根離子氧化為硫酸根離子，用于與流出物海水一起釋放返回海洋。借助包含在鼓泡通過流出物海水的空氣中的氧氣，在曝氣池中，將亞硫酸根和/或亞硫酸氫根離子氧化為硫酸根離子。

EP 2578544 A1公開了一種用于處理流出物海水的海水氧化池系統(tǒng)。所公開的氧化池系統(tǒng)包括用于分布流出物海水中的氧化增強物質(zhì)的第一供應(yīng)管線、用于分布流出物海水中的氧化增強物質(zhì)的第二供應(yīng)管線、和控制裝置，該控制裝置用于獨立地控制通過第一供應(yīng)管線和第二供應(yīng)管線中的一個供應(yīng)的第一量的氧化增強物質(zhì)和通過第一供應(yīng)管線和第二供應(yīng)管線中的另一個供應(yīng)的第二量的氧化增強物質(zhì).

JP 2012/115764 A公開了一種包含煙道氣脫硫塔的海水煙道氣脫硫系統(tǒng)，其中煙道氣與海水氣-液接觸，以進行二氧化硫(SO₂)脫硫反應(yīng)為亞硫酸(H₂SO₃)。在煙道氣脫硫吸收塔的較低側(cè)提供了稀釋混合槽，用于使含硫的用過的海水與新鮮海水混合，用于稀釋含硫的用過的海水。此外，在配備用于進行用于稀釋的海水的水質(zhì)恢復(fù)處理的曝氣設(shè)備和廢水通道的稀釋混合槽的下游側(cè)上提供氧化槽。廢水通道具有多個隔斷壁臺階，其高度使得能從上游側(cè)到下游側(cè)連續(xù)降低。

WO 2013/146143 A1公開了一種包括氧化/曝氣槽的海水脫硫和氧化處理裝置，用于對含有亞硫酸(H₂SO₃)的酸脫硫海水實施水質(zhì)恢復(fù)處理。使用稀釋海水和空氣，通過使來自鍋爐的廢氣經(jīng)歷海水脫硫，產(chǎn)生該酸脫硫海水。設(shè)置氧化/曝氣槽包含主流動路徑，在其中引入稀釋海水的氧化/曝氣槽的縱向具有在入口側(cè)上形成的上游側(cè)堰。氧化/曝氣槽還包括由上游側(cè)堰在上游側(cè)上形成的上游側(cè)混合部分，用于將酸脫硫海水與稀釋水混合，同時向其中引入酸脫硫海水。子流動路徑供應(yīng)從氧化/曝氣槽的上游側(cè)混合部分繞道的稀釋水，以便后稀釋在氧化曝氣槽中氧化和曝氣的酸脫硫海水。

以上背景技術(shù)說明這樣的事實：通常海水處理設(shè)備設(shè)計提供配備用于維持氧化空氣的鼓風機的平底池/池，以及在曝氣池下游的堰，然后是排放池(basin)/池(pond)/通道。此外，海水處理池通常設(shè)計為具有兩個不同的區(qū)域：用于將吸收劑流出物海水和用于稀釋的新鮮海水混合的混合區(qū)域；和用于海水亞硫酸鹽氧化的配備鼓風機的曝氣區(qū)域。關(guān)注與海水處理設(shè)備相關(guān)的降低資本費用和操作費用，需要用于處理流出物海水的新的方法和系統(tǒng)。

公開概述

本公開涉及使用傾斜曝氣和混合自動恢復(fù)處理流出物海水的方法，所述流出物海水在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體去除二氧化硫中產(chǎn)生。本公開還涉及用于處理流出物海水的傾斜曝氣和混合自動恢復(fù)海水氧化池系統(tǒng)，所述流出物海水在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體去除二氧化硫中產(chǎn)生。因此，用于處理流出物海水的主題方法和系統(tǒng)使用組合的傾斜曝氣池用于既使流出物海水與新鮮海水混合，又使用傾斜曝氣系統(tǒng)氧化流出物海水。該組合的傾斜曝氣池隨后在下游后接兩個pH和溶解氧pH/DO自動恢復(fù)池，與上述背景系統(tǒng)相比，它們共同在資本投資及其操作兩方面提供更加成本有效的系統(tǒng)。

根據(jù)主題公開，提供了使用傾斜曝氣和混合自動恢復(fù)池處理流出物海水的系統(tǒng)，所述流出物海水在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體去除二氧化硫中產(chǎn)生。因此，主題系統(tǒng)包含池，其具有配備流出物海水分布管線的約10米-約20米長的平底第一區(qū)域，后接配備氣體分布管線的約20米-約30米長的斜底第二區(qū)域。平底第一區(qū)域的深度測得約6米。斜底第二區(qū)域的最淺點的深度測得約2米-約2.5米。當新鮮海水在主題曝氣池內(nèi)在下游流動時，經(jīng)由流出物海水分布管線將流出物海水供應(yīng)至恰好在斜底第二區(qū)域上游并且相鄰的平底第一區(qū)域。流出物海水由流出物海水分布管線供應(yīng)，使得從流出物海水分布管線流動的流出物海水以約90°角度與由氣體分布管線供應(yīng)的氧化劑(例如空氣、氧或其它氧來源)接觸。對于來自流出物海水分布管線的流出物海水流，以約90°角度提供氧化劑的斜底第二區(qū)域增強新鮮海水、流出物海水和氧化劑的混合，從而提高在流出物海水內(nèi)亞硫酸鹽氧化效率。另外，對于來自流出物海水分布管線的流出物海水流，通過以約90°角度提供氧化劑，需要較少的曝氣功率需求，例如，鼓風機容量需求降低最多50%，與常規(guī)的商業(yè)流出物海水處理系統(tǒng)相比，流出物海水處理系統(tǒng)占地面積在降低，例如，降低最多40%。為了控制所描述的系統(tǒng)，提供堰來控制在曝氣池內(nèi)流出物海水的深度，從而控制流出物海水在曝氣池內(nèi)的保留時間。此外，亞硫酸鹽傳感器用于控制亞硫酸鹽在曝氣池內(nèi)氧化。

在曝氣池的下游提供兩個pH/DO自動恢復(fù)池，每一個約2米-約2.5米深。曝氣池和兩個pH/DO自動恢復(fù)池中的每一個的高程應(yīng)相差至少約0.5米。曝氣池和兩個pH/DO自動恢復(fù)池中的每一個之間的這樣的高程差產(chǎn)生兩個至少約0.5米高的單獨的水瀑布或瀑布，以在將流出物海水排放返回海洋之前，調(diào)節(jié)流出物海水的pH和溶解氧濃度。

根據(jù)主題公開，提供了使用傾斜曝氣和混合自動恢復(fù)池處理流出物海水的方法，所述流出物海水在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體去除二氧化硫中產(chǎn)生。因此，主題方法包括提供曝氣池，其具有配備流出物海水分布管線的約10米-約20米長的平底第一區(qū)域，后接配備氣體分布管線的約20米-約30米長的斜底第二區(qū)域。平底第一區(qū)域的深度測得約6米。斜底第二區(qū)域的最淺點的深度測得約2米-約2.5米。將新鮮海水供應(yīng)至曝氣池，用于在主題曝氣池內(nèi)在下游流動。此外，經(jīng)由水平布置的流出物海水分布管線將流出物海水供應(yīng)至恰好在曝氣池的斜底第二區(qū)域上游和相鄰的平底第一區(qū)域。流出物海水由流出物海水分布管線供應(yīng)，使得從流出物海水分布管線流動的流出物海水以約90°角度與由水平布置的氣體分布管線供應(yīng)的氧化劑(例如空氣、氧或其它氧來源)接觸。對于來自流出物海水分布管線的流出物海水流，以約90°角度提供氧化劑的斜底第二區(qū)域增強新鮮海水、流出物海水和氧化劑的混合，從而提高在流出物海水內(nèi)的亞硫酸鹽氧化效率。因此，對于來自流出物海水分布管線的流出物海水流，通過以約90°角度提供氧化劑，需要較少的曝氣功率需求，例如，鼓風機容量降低最多50%。此外，與常規(guī)的商業(yè)流出物海水處理系統(tǒng)的占地面積相比，由于新鮮海水、流出物海水和氧化劑增強的混合，所需的流出物海水處理系統(tǒng)占地面積降低，例如，降低最多40%。根據(jù)主題方法，提供堰來控制在池內(nèi)流出物海水的深度，從而控制流出物海水在池內(nèi)的保留時間，并且提供亞硫酸鹽傳感器控制亞硫酸鹽在池內(nèi)氧化。

主題方法也包括在池下游提供兩個約2米-2.5米深的pH/DO自動恢復(fù)池。曝氣池和兩個pH/DO自動恢復(fù)池中的每一個的高程應(yīng)各自相差至少約.5米。每一個曝氣池和兩個pH/DO自動恢復(fù)池中的每一個之間的這樣的高程差產(chǎn)生兩個至少約.5米高的單獨的水瀑布或瀑布，以在將流出物海水排放返回至海洋之前，調(diào)節(jié)流出物海水的pH和溶解氧濃度。

總的來說，處理在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體除去二氧化硫中產(chǎn)生的流出物海水的主題方法包括：向池供應(yīng)新鮮海水，其下游流經(jīng)過流出物海水處理系統(tǒng)，從在池的斜底的上游并且相鄰的池的平底向池供應(yīng)流出物海水，使流出物海水流到新鮮海水流中，以約30 kPa-約50 kPa (約4.35 psi-約7.25 psi)的壓力從池的斜底噴霧氧化劑，以約90度的角度接觸流出物海水流，經(jīng)第一堰，使新鮮海水、流出物海水和氧化劑流入第一池，并經(jīng)第二堰，使新鮮海水、流出物海水和氧化劑流入第二池，然后將其環(huán)境釋放。如此，從流出物海水分布管線將流出物海水供應(yīng)至池，所述流出物海水分布管線水平布置在平底之中、之處或與之相鄰，與新鮮海水流垂直。用于主題方法的氧化劑為選自空氣、氧和氧來源的一個或多個。在斜底上方，在相對小的池區(qū)域中，將新鮮海水、流出物海水和氧化劑有效混合。在這樣混合之后，經(jīng)第一堰和第二堰，使新鮮海水、流出物海水和氧化劑的瀑布流進入第一池和第二池，使用脫羧和氧化提供pH恢復(fù)，以產(chǎn)生中和的流出物海水用于環(huán)境釋放，例如釋放至海洋。所述方法進一步在池、第一池和第二池中的一個或多個中布置一個或多個水質(zhì)傳感器，用于控制流出物海水處理。如此，控制單元從在池、第一池和第二池中的一個或多個中布置的一個或多個水質(zhì)傳感器接收信號，并且基于接收的信號，通過調(diào)節(jié)一個或多個流出物海水處理參數(shù)，控制流出物海水處理。

總的來說，用于處理在濕法洗滌器中產(chǎn)生的流出物海水的流出物海水處理系統(tǒng)，在所述濕法洗滌器中使過程氣體與海水接觸以從所述過程氣體去除二氧化硫，所述流出物海水處理系統(tǒng)包含：池，該池包含具有平底的區(qū)域，具有平底的區(qū)域在具有斜底的區(qū)域上游且與之相鄰；新鮮海水供應(yīng)，該新鮮海水供應(yīng)在池的上游頭部供應(yīng)新鮮海水到具有平底的區(qū)域中，其下游流經(jīng)過池；流出物海水供應(yīng)，該流出物海水供應(yīng)水平布置于在斜底上游和相鄰的平底處，用于使流出物海水向上流入新鮮海水的下游流；氧化劑供應(yīng)，該氧化劑供應(yīng)水平布置于斜底處以約30 kPa-約50 kPa (約4.35 psi-約7.25 psi)的壓力噴霧氧化劑，以約90度的角度與流出物海水流接觸；第一堰，其在斜底的下游，用于使新鮮海水、流出物海水和氧化劑的瀑布流進入第一池中；和第二堰，其在第一池的下游，用于使新鮮海水、流出物海水和氧化劑的瀑布流進入第二池中，然后將其環(huán)境釋放，例如釋放入海洋。如此，流出物海水供應(yīng)為水平布置在平底之中、之處或與之相鄰的流出物海水分布管線，與新鮮海水流垂直。主題系統(tǒng)的氧化劑為選自空氣、氧和氧來源的一個或多個。氧化劑供應(yīng)為一個或多個水平布置在斜底之中、之處或與之相鄰的曝氣管線，相對于新鮮海水流垂直地延伸。優(yōu)選地，氧化劑供應(yīng)為曝氣管線的系統(tǒng)，其中每一個管線對于其它管線間隔平行布置，相對于新鮮海水流垂直地延伸，并且占據(jù)斜底。使所述新鮮海水、流出物海水和氧化劑的瀑布流進入第一池和第二池，對其脫羧和氧化以提供pH恢復(fù)，以產(chǎn)生中和的流出物海水，用于環(huán)境釋放，例如釋放入海洋。進一步根據(jù)主題系統(tǒng)，在池、第一池和第二池的一個或多個中布置一個或多個水質(zhì)傳感器，用于控制流出物海水處理。如此，控制單元從在池、第一池和第二池的一個或多個中布置的一個或多個水質(zhì)傳感器接收信號，并且基于接收的信號，控制單元控制一個或多個流出物海水處理參數(shù)，以有效產(chǎn)生中和的流出物海水，用于釋放至環(huán)境，例如海洋。

由以下描述和權(quán)利要求，主題公開的其它目的和特征將顯而易見。

附圖簡述

現(xiàn)在參考附圖來更詳細地描述主題公開，其中：

圖1為具有基于海水的氣體清潔系統(tǒng)的電力設(shè)備的示意性側(cè)截面圖；

圖2為說明根據(jù)主題公開的流出物海水處理系統(tǒng)的示意性側(cè)截面圖；

圖3為說明圖2的流出物海水處理系統(tǒng)的池的第一實施方案的頂視圖；

圖4為說明圖2的流出物海水處理系統(tǒng)的池的第二實施方案的頂視圖；和

圖5為說明圖2的流出物海水處理系統(tǒng)的池的第三實施方案的頂視圖。

發(fā)明詳述

在圖1中說明電力設(shè)備10的示意性側(cè)截面圖。動力設(shè)備10包含鍋爐12，其中在經(jīng)由氧供應(yīng)導(dǎo)管16a由氧來源16供應(yīng)的氧存在下，將經(jīng)由進料管線14a由燃料來源14供應(yīng)的燃料(例如煤、油、泥煤、天然氣或廢物)燃燒。氧可例如以空氣形式和/或以氧氣和再循環(huán)氣體的混合物形式供應(yīng)，在此情況下，鍋爐12為所謂的“氧-燃料”鍋爐。燃燒燃料產(chǎn)生煙道氣FG形式的熱過程氣體。在燃燒后，包含在燃料中的硫物類至少部分形成二氧化硫SO₂，其形成一部分煙道氣FG。

煙道氣FG經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管18從鍋爐12流動至任選的灰塵去除裝置20?；覊m去除裝置20(例如靜電沉淀器)在US 4,502,872中描述，其用于從煙道氣FG除去灰塵顆粒。作為一個備選，可使用另一種類型的灰塵去除裝置20，例如像在US 4,336,035中描述的織物過濾器。

從中已除去大多數(shù)灰塵顆粒的煙道氣FG經(jīng)由流體連接的導(dǎo)管22從灰塵去除裝置20流動至海水煙道氣脫硫系統(tǒng)23海水洗滌器24。海水洗滌器24包含濕法洗滌器塔26。入口28布置在濕法洗滌器塔26的下部。導(dǎo)管22與入口28流體連接，使得經(jīng)由導(dǎo)管22從灰塵去除裝置20流動的煙道氣FG經(jīng)由入口28進入濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32。

在進入內(nèi)部32之后，煙道氣FG垂直向上通過濕法洗滌器塔26流動，如通過箭頭FG指示的。濕法洗滌器塔26的中部34配備多個在彼此上方垂直布置的噴霧裝置36。在圖1的實例中，在濕法洗滌器塔26中存在三個這樣的噴霧裝置36，通常存在1-20個這樣的噴霧裝置36。每一個噴霧裝置36包含供應(yīng)管線38和與每一個供應(yīng)管線38流體連接的多個噴嘴40。經(jīng)由供應(yīng)管線38供應(yīng)至噴嘴40的海水借助噴嘴40霧化，并且在濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32接觸煙道氣FG，用于從中吸收二氧化硫SO₂。

泵42布置用于經(jīng)由流體連接的抽吸管線44從海洋46泵送新鮮海水FS，并且經(jīng)由流體連接的壓力管線48將新鮮海水FS送至流體連接的供應(yīng)管線38。

根據(jù)一個備選的實施方案，在這樣的新鮮海水FS在海水洗滌器24中用作洗滌水之前，通過泵42供應(yīng)至供應(yīng)管線38的新鮮海水FS可能已先前在與鍋爐12關(guān)聯(lián)的蒸氣渦輪系統(tǒng)(未顯示)中用作冷卻水。

在濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32，由噴嘴40霧化的海水在濕法洗滌器塔26內(nèi)向下流動，并且從在濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32內(nèi)向上垂直流動的煙道氣FG吸收二氧化硫。通過海水這樣吸收二氧化硫的結(jié)果是，當在濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32內(nèi)向下流動時，新鮮海水FS逐漸變?yōu)榱鞒鑫锖Ｋ瓻S。在濕法洗滌器塔26的下部30中收集流出物海水ES，并且經(jīng)由流體連接的流出物管線50，從濕法洗滌器塔26送至流出物海水處理系統(tǒng)52。

根據(jù)一個備選的實施方案，海水洗滌器24可包含一層或多層在濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32內(nèi)布置的填充材料49。填充材料49可由塑料、鋼、木材或另外的合適材料制成，用于增強的氣-液接觸。使用填充材料49，噴嘴40僅在填充材料49上分布新鮮海水FS，而不是霧化新鮮海水FS。填充材料49的實例包括Mellapak^TM (市售可得自Sulzer Chemtech AG，Winterthur，CH)和Pall^TM環(huán)(市售可得自Raschig GmbH，Ludwigshafen，DE)。

流出物海水處理系統(tǒng)52包含三個區(qū)域。第一區(qū)域54包含池56，其具有第一壁57、相向側(cè)壁58 (以斷面圖示說明)、堰壁59和底部60。相向側(cè)壁58之間的距離為至少約20米-約40米。池56的底部60限定兩個區(qū)域62。第一區(qū)域64包含平底66，在池56的第一壁57起始。第一區(qū)域64為約10米-約20米長，從第一壁57向堰壁59延伸。鄰接第一區(qū)域64平底66的是第二區(qū)域70。第二區(qū)域70包含斜底72，在池56的平底66處起始。第二區(qū)域70為約20米-約30米長，從平底66向堰壁59延伸。在堰壁59，斜底72升高至水平高度72a，水平高度72a比在平底66處斜底72的水平高度72b高約2.5米-約3.5米，從而斜底72傾斜。在第一區(qū)域64中，海水約6米深。在第二區(qū)域70中，海水在在堰壁59處為其最淺點，約2米-約2.5米深。將新鮮海水FS從新鮮海水來源或海洋46供應(yīng)至池56。如此，從新鮮海水來源或海洋46經(jīng)由管線74供應(yīng)新鮮海水FS通過作為池56頭部的流體連接的第一壁57，使新鮮海水FS從池56的第一壁57流向下游的堰壁59。在與第二區(qū)域70相鄰的第一區(qū)域64中，為流出物海水分布管線76。流出物海水分布管線76與來自濕法洗滌器塔26的流出物管線50流體連接。流出物海水分布管線76水平布置在平底66處，垂直于池56的相向側(cè)壁58并且在其間延伸。流出物海水分布管線76包含多個孔78，來自洗滌器塔26的流出物海水ES通過所述孔流入包含在池56的內(nèi)部68的新鮮海水FS。如此，新鮮海水FS從第一壁57到堰壁59的流攜帶來自孔78的流出物海水ES的流往下游堰壁59。在第二區(qū)域70中，多個曝氣管線80水平布置，垂直于相向側(cè)壁58并且在其間延伸。多個曝氣管線80中的每一個與共同的供應(yīng)管線82流體連接，該共同的供應(yīng)管線82與曝氣來源84流體連接。曝氣來源84通過供應(yīng)管線82和曝氣管線80將空氣、氧或其它來源的氧OS作為氧化劑供應(yīng)至池56。如此，每一個曝氣管線80包含多個孔86，空氣、氧或其它氧來源OS通過所述孔流入包含在池56的內(nèi)部68的新鮮海水FS和流出物海水ES。在約30 kPa-約50 kPa (約4.35 psi-約7.25 psi)壓力下，空氣、氧或其它氧來源OS從孔86流出，以約90度的角度接觸新鮮海水FS中的流出物海水ES流。通過混合流出物海水ES到新鮮海水FS流中并以與斜底72約90度的角度對其曝氣，相對小的池56提供與上述背景商業(yè)系統(tǒng)相比改進的混合和曝氣效率，降低曝氣功率需求。

在圖2中更詳細地說明主題流出物海水處理系統(tǒng)52。在主題流出物海水處理系統(tǒng)52中，經(jīng)由在流出物海水分布管線76中的多個孔78將流出物海水ES供應(yīng)至池56。恰好在第二區(qū)域70和斜底72上游，流出物海水分布管線在第一區(qū)域64中在平底66處水平布置。來自孔78的流出物海水ES與新鮮海水FS混合并被攜帶往下游堰壁59。流出物海水ES和新鮮海水FS的混合流以約90度的角度與由曝氣管線80的孔86噴霧的作為氧化劑的空氣、氧或其它氧來源OS接觸，該曝氣管線80在斜底72處水平布置，在相向側(cè)壁58之間延伸，并且設(shè)置使得每一個曝氣管線80與其它曝氣管線80中的每一個彼此間隔并且平行。如在圖3-5中最佳說明的，在每一個曝氣管線80中的孔86可與其它管線80的孔86對齊(圖3)、與其它管線80的孔86不對齊或交錯(圖4)，或相對于在箭頭DS表示的下游方向移動的其它管線80的孔86為任意的(圖5)。通過混合流出物海水ES到新鮮海水FS流中并以與斜底72約90度的角度對其曝氣，約30-約40%尺寸降低的相對小的池56提供改進的混合和曝氣效率，同時降低曝氣功率需求，與上述背景商業(yè)系統(tǒng)相比，曝氣功率需求降低約50%。

第二區(qū)域90包含第一自動恢復(fù)池92。第一自動恢復(fù)池92通過堰壁59、相向側(cè)壁58、第二堰壁94和底部96限定。從堰壁59到第二堰壁94，第一自動恢復(fù)池92為約2米-約4米長。相向側(cè)壁58之間的距離為至少約20米-約40米。將新鮮海水FS和流出物海水ES混合，并且在第一區(qū)域54中曝氣，產(chǎn)生混合流出物海水MS，其經(jīng)堰壁59以瀑布98流入第一自動恢復(fù)池92中。在第一自動恢復(fù)池92中混合流出物海水MS的深度為約2米-約2.5米。堰壁59的頂部100高于混合流出物海水MS的表面102最少約0.5米。利用混合流出物海水MS的脫羧和氧化，瀑布98提供pH恢復(fù)。

第三區(qū)域110包含第二自動恢復(fù)池112。第二自動恢復(fù)池112通過第二堰壁94、相向側(cè)壁58、端壁114和底部116限定。從第二堰壁94到端壁114，第二自動恢復(fù)池112為約2米-約4米長。相向側(cè)壁58之間的距離為至少約20米-約40米。經(jīng)第二堰壁94，使來自第一自動恢復(fù)池92的混合流出物海水MS以瀑布118流入第二自動恢復(fù)池112中。在第二自動恢復(fù)池112中混合流出物海水MS的深度為約2米-約2.5米。第二堰壁94的頂部120高于混合流出物海水MS的表面122最少約0.5米。利用混合流出物海水MS的脫羧和氧化，瀑布118提供pH恢復(fù)，以產(chǎn)生中和的流出物海水NS。中和的流出物海水NS的表面122在海平面，即，與海洋46相同的水平高度。從第二自動恢復(fù)池112，經(jīng)由返回管線138將中和的流出物海水NS釋放至海洋46。

現(xiàn)在更詳細地描述在濕法洗滌器塔26中和在流出物海水處理系統(tǒng)52中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。在圖1中說明的在濕法洗滌器塔26的內(nèi)部32，二氧化硫的吸收假定根據(jù)以下反應(yīng)發(fā)生：

SO₂ (g) + H₂O = > HSO₃^- (aq) + H⁺ (aq) [式1.1a]

根據(jù)以下平衡反應(yīng)，取決于流出物海水ES的pH值，亞硫酸氫根離子HSO₃^-可進一步離解，以形成亞硫酸根離子SO₃^2-：

HSO₃^- (aq) <=> SO₃^2- (aq)+H⁺ (aq) [式1.1b]

因此，由于二氧化硫吸收的影響，由于在吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的氫離子H⁺的影響，比起來自海洋46的新鮮海水FS，流出物海水ES將具有較低pH值，并且將分別含有亞硫酸氫根離子HSO₃^-和/或亞硫酸根離子SO₃^2-。亞硫酸氫根離子和/或亞硫酸根離子為需氧物質(zhì)，限制其向海洋46的釋放。

在流出物海水處理系統(tǒng)52中，包含在經(jīng)由曝氣管線80供應(yīng)至池56的空氣、氧或其它氧來源OS中的氧氣O₂(g)經(jīng)斜底72溶解于混合的新鮮海水FS和流出物海水ES。

O₂ (g) < = > O₂ (aq) [式1.2a]

根據(jù)以下反應(yīng)，通過與溶解氧反應(yīng)，亞硫酸氫根離子HSO₃^-和/或亞硫酸根離子SO₃^2-至少部分被氧化：

HSO₃^- + H⁺ + 1/2 O₂ (aq) = > SO₄^2- +2H⁺ [式1.2b]

SO₃^2- +2H⁺ + 1/2 O₂ (aq) = > SO₄^2- +2H⁺ [式1.2c]

因此，由于二氧化硫吸收和亞硫酸鹽氧化的影響，在流出物海水ES中產(chǎn)生氫離子H⁺。混合流出物海水MS包含碳酸鈣CaCO₃，其用作堿與氫離子H⁺反應(yīng)并且中和氫離子H⁺。可根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)流程發(fā)生中和。在中和反應(yīng)的第一步中，碳酸根離子CO₃^2-與一個氫離子反應(yīng)，形成碳酸氫根離子HCO₃^-：

CO₃^2- + H⁺< = > HCO₃^- [式2.1]

所形成的碳酸氫根離子HCO₃^-可隨后與其它氫離子H⁺反應(yīng)，以形成溶解狀態(tài)的二氧化碳CO₂：

HCO₃^-+ H⁺< = >CO₂(aq) +H₂O [式2.2]

最后，溶解的二氧化碳CO₂ (aq)以氣體形式釋放至大氣：

CO₂(aq)< = >CO₂(g) [式2.3]

所有的中和反應(yīng)[式2.1至2.3]為平衡反應(yīng)。這意味著從碳酸根CO₃^2-到氣體形式的二氧化碳CO₂的完整路線速率受限于最慢的步驟。在以上中和反應(yīng)中，式2.1最快，而式2.2最慢。因此，式2.2通常決定在流出物海水處理系統(tǒng)52中氫離子可被中和的速率，以產(chǎn)生中和的流出物海水NS，具有適用于釋放返回至海洋46的pH和溶解氧濃度。

關(guān)于認為可接收返回至海洋46的中和流出物海水NS的政府規(guī)定要求通常關(guān)注以下參數(shù)，包括：

i) 足夠低量的氧消耗物質(zhì)，其通常稱為COD (化學(xué)需氧量)；

ii) 足夠高量的氧；和

iii) 合適的pH。

因此，在圖1中說明類型的海水洗滌器24中，氧消耗物質(zhì)的濃度COD通常與在流出物海水ES中亞硫酸鹽的濃度非常良好地相關(guān)。使用各自具有亞硫酸鹽檢測元件130、氧檢測元件132和pH檢測元件134的水質(zhì)傳感器124，126，128，如在圖2中最佳說明的，沿著流出物海水處理系統(tǒng)52，可監(jiān)測和控制亞硫酸鹽濃度、氧濃度和pH的變化。

氧在流出物海水ES中的溶解、亞硫酸鹽的氧化和所形成的氫離子的中和以恢復(fù)pH以產(chǎn)生中和的流出物海水NS各自通過化學(xué)反應(yīng)之間的相互作用而控制。在圖1和圖2中描述的控制單元136從每一個水質(zhì)傳感器124，126，128接收信號并且控制流出物管線50中的控制閥50a、新鮮海水FS管線74中的控制閥74a、供應(yīng)管線82中的鼓風機82a和返回管線138中的控制閥138a中的每一個，以控制流出物海水處理系統(tǒng)52，以確保中和的流出物海水NS滿足在海洋46中釋放之前氧含量COD和pH的規(guī)定要求。

作為根據(jù)主題方法的一個實例，在水質(zhì)傳感器124，126，128中的亞硫酸鹽檢測元件130記錄到在第一水質(zhì)傳感器124中亞硫酸鹽濃度太高。本文中信號傳輸通過虛線指示，例如在圖1和圖2中在每一個水質(zhì)傳感器124，126，128和控制單元136之間圖示說明。雖然通過第三水質(zhì)傳感器128測得的亞硫酸鹽濃度可能非常好地在規(guī)定限度內(nèi)，但是存在可能沒有足夠的時間來中和根據(jù)式2.1-2.3形成的所有氫離子H⁺的明顯風險，因為氫離子形成在整個流出物海水處理系統(tǒng)52延伸。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制鼓風機82a，以允許將更多氧供應(yīng)至流出物海水ES。任選，可調(diào)節(jié)控制閥74a，以提高經(jīng)由管線74的新鮮海水FS供應(yīng)。任選，可在流出物管線50中調(diào)節(jié)控制閥50a，以降低流出物海水ES的供應(yīng)。由于氧的提高供應(yīng)、新鮮海水FS的提高供應(yīng)和/或流出物海水ES的降低供應(yīng)的影響，亞硫酸鹽濃度和硫酸鹽濃度恢復(fù)至它們正常的或期望的濃度。

作為根據(jù)主題方法的一個實例，水質(zhì)傳感器124，126，128的亞硫酸鹽檢測元件130測得亞硫酸鹽濃度在第一水質(zhì)傳感器124已經(jīng)相對低。雖然通過第三水質(zhì)傳感器128測得的亞硫酸鹽濃度、氧濃度和pH可能在規(guī)定限度內(nèi)，但是存在將太多含氧氣體供應(yīng)至流出物海水ES的明顯風險，導(dǎo)致鼓風機82a提高的能耗量。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制鼓風機82a使得將較少的氧供應(yīng)至流出物海水ES。任選，可調(diào)節(jié)控制閥74a以降低經(jīng)由管線74的新鮮海水FS供應(yīng)。任選，可調(diào)節(jié)在流出物管線50中的控制閥50a以提高流出物海水ES的供應(yīng)。由于氧的降低供應(yīng)、新鮮海水FS的降低供應(yīng)和/或流出物海水ES的提高供應(yīng)的影響，亞硫酸鹽濃度和硫酸鹽濃度恢復(fù)至它們的正?；蚱谕臐舛取?/p>

作為根據(jù)主題方法的一個實例，水質(zhì)傳感器124，126，128的氧檢測元件132記錄到氧濃度太低。這樣的低氧濃度可能降低亞硫酸鹽氧化的速率，潛在地引起在流出物海水ES中亞硫酸鹽的濃度可能超過規(guī)定限度的風險，和/或流出物海水ES中的pH可能變得太低。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制鼓風機82a以允許將更多的氧供應(yīng)至流出物海水ES。由于這樣的提高氧供應(yīng)的影響，氧濃度恢復(fù)至其正常值。

作為根據(jù)主題方法的一個實例，水質(zhì)傳感器124，126，128的氧檢測元件132記錄到氧濃度太高。這樣高的氧濃度表明將太多含氧氣體供應(yīng)至流出物海水ES，因此引起鼓風機82a提高的能耗量。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制鼓風機82a使得將較少的氧供應(yīng)至流出物海水ES。由于這樣的降低氧供應(yīng)的影響，氧濃度恢復(fù)至其正常值。

作為根據(jù)主題方法的一個實例，水質(zhì)傳感器124，126，128的pH檢測元件134記錄到pH值太低。對于中和的流出物海水NS，為了釋放至海洋46，這樣的低pH可能不可接收。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制鼓風機82a使得將更多的空氣、氧或其它氧來源OS供應(yīng)至流出物海水ES。根據(jù)上述式2.3，供應(yīng)的空氣、氧或其它氧來源OS具有改進氣化和隨后從流出物海水ES去除二氧化碳CO₂的作用。根據(jù)上述式2.1和2.2，氣態(tài)CO₂這樣的去除改進中和氫離子的速度。由于空氣、氧或其它氧來源OS這樣的提高供應(yīng)的影響，pH值恢復(fù)至其正常值。

作為根據(jù)主題方法的一個實例，水質(zhì)傳感器124，126，128的pH檢測元件134記錄到pH值在第二水質(zhì)傳感器126已經(jīng)處于將中和的流出物海水NS釋放至海洋46的合適水平。雖然pH值在規(guī)定限度內(nèi)，但是存在將太多的空氣供應(yīng)至流出物海水ES的明顯風險，引起鼓風機82a提高的能耗量。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制鼓風機82a使得將較少的空氣、氧或其它氧來源OS供應(yīng)至流出物海水ES。由于空氣、氧或其它氧來源OS的這樣的降低供應(yīng)的影響，pH值恢復(fù)至更加期望的正常值。

因此，如通過以上實例說明的，基于來自水質(zhì)傳感器124，126，128的信息/信號，控制單元136控制流出物海水處理系統(tǒng)52用于其有效操作。

控制單元136也可用于沿著流出物海水處理系統(tǒng)52連續(xù)監(jiān)測亞硫酸鹽濃度和/或氧濃度和/或pH值，和用于調(diào)節(jié)分別經(jīng)由鼓風機82a、控制閥74a和/或控制閥50a的氧供應(yīng)、新鮮海水FS供應(yīng)和/或流出物海水ES供應(yīng)。采用這種方式，可考慮過程變動，例如像在鍋爐12產(chǎn)生的煙道氣FG中的二氧化硫的不同濃度、不同的鍋爐載荷、由于例如不同溫度導(dǎo)致的不同氧化條件、在煙道氣FG中氧化催化灰塵顆粒的不同濃度等，并且調(diào)節(jié)用于流出物海水處理系統(tǒng)52，用于其有效操作。作為一個備選，還可僅在流出物海水處理系統(tǒng)52的啟動期間利用控制單元136，以調(diào)節(jié)其操作。此外，所有這樣的流出物海水處理系統(tǒng)52調(diào)節(jié)可手動進行，作為通過控制單元136自動控制的備選。

作為根據(jù)主題方法的又一個實例，水質(zhì)傳感器124，126，128的氧檢測元件132記錄到氧濃度太低。這樣的低濃度氧可能降低亞硫酸鹽氧化的速率，潛在地引起在流出物海水ES中亞硫酸鹽的濃度可能超過規(guī)定限度的風險，和/或在流出物海水ES中的pH可能太低。當控制單元136接收來自水質(zhì)傳感器124，126，128的這樣的信息時，其可控制經(jīng)由管線150a從氧化增強物質(zhì)來源150向流出物海水處理系統(tǒng)52加入氧化增強物質(zhì)。氧化增強物質(zhì)可為氧化增強催化劑，例如鐵Fe、錳Mn、鈷Co或銅Cu。此外，氧化增強物質(zhì)還可為氧化酶。后者的一個實例為亞硫酸鹽氧化酶類型的酶。亞硫酸鹽氧化酶可根據(jù)2000年11月15日在Arch. Biochem. Biophys. 出版的CA Temple，TN Graf和KV Rajagopalan的文章“Optimization of expression of human sulfite oxidase and its molybdenum domain (人亞硫酸鹽氧化酶及其鉬微區(qū)表達的優(yōu)化)”；383(2):281-7的教導(dǎo)來制備。因此，視情況，氧化催化劑的量或使用和/或氧化酶的量或使用可通過控制單元136來控制，以達到期望的氧化速率。

總的來說，處理在通過使含有二氧化硫的過程氣體與海水接觸從過程氣體除去二氧化硫中產(chǎn)生的流出物海水ES的主題方法包括：向池56供應(yīng)新鮮海水FS，其下游流經(jīng)過流出物海水處理系統(tǒng)52，從在池56的斜底72的上游并且相鄰的池56的平底66向池56供應(yīng)流出物海水ES，使流出物海水ES流到新鮮海水FS流中，以約30 kPa-約50 kPa (約4.35 psi-約7.25 psi)的壓力從池56的斜底72噴霧氧化劑，以約90度的角度接觸流出物海水流ES，經(jīng)第一堰59，使新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑流入第一池92，并經(jīng)第二堰94，使新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑流入第二池112，然后將其環(huán)境釋放，例如至海洋46。如此，從流出物海水分布管線76將流出物海水ES供應(yīng)至池56，所述流出物海水分布管線76水平布置在平底66之中、之處或與之相鄰，與新鮮海水FS下游流垂直。用于主題方法的氧化劑為選自空氣、氧和氧來源的一個或多個。在斜底72上方，在相對小的池56區(qū)域中，將新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑有效混合。在這樣混合之后，經(jīng)第一堰59和第二堰94，使新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑的瀑布流進入第一池92和第二池112中，使用脫羧和氧化提供pH恢復(fù)，以產(chǎn)生中和的流出物海水NS用于環(huán)境釋放，例如釋放至海洋。所述方法進一步在池56、第一池92和第二池112中的一個或多個中布置一個或多個水質(zhì)傳感器124、126、128，用于控制流出物海水ES處理。如此，控制單元136從在池56、第一池92和第二池112中的一個或多個中布置的一個或多個水質(zhì)傳感器124、126、128接收信號，并且基于接收的信號，通過調(diào)節(jié)一個或多個流出物海水ES處理參數(shù)，控制流出物海水ES處理。

總的來說，用于處理在濕法洗滌器24中產(chǎn)生的流出物海水ES的流出物海水處理系統(tǒng)52，在所述濕法洗滌器24中使過程氣體與海水接觸以從所述過程氣體去除二氧化硫，所述流出物海水處理系統(tǒng)52包含：池56，該池包含具有平底66的區(qū)域64，具有平底的區(qū)域64在具有斜底72的區(qū)域70上游且與之相鄰；新鮮海水供應(yīng)46，該新鮮海水供應(yīng)在池56的上游頭部57供應(yīng)新鮮海水FS到具有平底66的區(qū)域64中，其下游流經(jīng)過池56；流出物海水供應(yīng)76，該流出物海水供應(yīng)水平布置于在斜底72上游和相鄰的平底66處，用于使流出物海水ES向上流入新鮮海水FS的下游流；氧化劑供應(yīng)80，該氧化劑供應(yīng)水平布置于斜底72處以約30 kPa-約50 kPa (約4.35 psi-約7.25 psi)的壓力從曝氣來源84噴霧氧化劑，以約90度的角度與流出物海水ES流接觸；第一堰59，其在斜底72的下游，用于使新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑的瀑布流進入第一池92中；和第二堰94，其在第一池92的下游，用于使新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑的瀑布流進入第二池112中，然后將其環(huán)境釋放，例如釋放入海洋46。如此，流出物海水供應(yīng)76為水平布置在平底66之中、之處或與之相鄰的流出物海水分布管線76，與新鮮海水FS流垂直。主題系統(tǒng)52的氧化劑為選自空氣、氧和氧來源的一個或多個。氧化劑供應(yīng)80為一個或多個水平布置在斜底72之中、之處或與之相鄰的曝氣管線80，相對于新鮮海水FS流垂直地延伸。優(yōu)選地，氧化劑供應(yīng)80為曝氣管線80的系統(tǒng)，其中每一個管線80對于其它管線80間隔平行布置，相對于新鮮海水FS流垂直地延伸，并且占據(jù)斜底72。使所述新鮮海水FS、流出物海水ES和氧化劑的瀑布流進入第一池92和第二池112，對其脫羧和氧化以提供pH恢復(fù)，以產(chǎn)生中和的流出物海水NS，用于環(huán)境釋放，例如釋放入海洋46。進一步根據(jù)主題系統(tǒng)52，在池56、第一池92和第二池112的一個或多個中布置一個或多個水質(zhì)傳感器124、126、128，用于控制流出物海水ES處理。如此，控制單元136從在池56、第一池92和第二池112的一個或多個中布置的一個或多個水質(zhì)傳感器124、126、128接收信號，并且基于接收的信號，控制單元136控制一個或多個流出物海水ES處理參數(shù)，以有效產(chǎn)生中和的流出物海水NS，用于釋放至環(huán)境，例如海洋46。

雖然已參考多個優(yōu)選的實施方案描述了主題方法和系統(tǒng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可進行各種變化，并且在不偏離其范圍的情況下，可用等價物替代其要素。此外，在不偏離實質(zhì)范圍的情況下，可進行許多修改以使具體的情況或材料適應(yīng)其教導(dǎo)。因此，旨在主題方法和系統(tǒng)不限于作為預(yù)期的最佳方式所公開的具體實施方案，而是包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施方案。此外，使用術(shù)語第一、第二等不表示任何順序或重要性，而是用術(shù)語第一、第二等區(qū)分一個元件與另一個元件。