一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置及恢復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置及恢復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)煤炭資源豐富，燃煤發(fā)電作因具有技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)應(yīng)用廣泛，是我國(guó)最主要的能源供給方式。此外，還有大量工業(yè)燃煤鍋爐和船舶動(dòng)力燃煤鍋爐等，燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣含有高濃度的so2，為了防止煙氣中S02引起霧霾等環(huán)境污染，必須采取相應(yīng)處理措施。在眾多煙氣脫硫工藝中，海水脫硫工藝不需額外消耗淡水和吸收劑，無(wú)副產(chǎn)品和廢棄物，工藝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在沿海燃煤電廠和船舶鍋爐燃?xì)馓幚碇袘?yīng)用較多。
[0003]海水脫硫工藝主要是利用海水的天然弱堿性(pH約為8)吸收煙氣中S02的一種濕法煙氣脫硫工藝，海水吸收的302最終生成硫酸鹽，硫酸鹽是是海水中主要成分之一，因此，S02的吸收對(duì)海水產(chǎn)生的影響很小。該工藝主要包括兩步化學(xué)反應(yīng):S02被海水吸收轉(zhuǎn)化成S032，然后經(jīng)曝氣將S032氧化成穩(wěn)定的S0 42，吸收302后產(chǎn)生的酸性氫離子被C0 32和HC03中和并生產(chǎn)C02氣體。按照相關(guān)規(guī)定，脫硫海水pH必須達(dá)到6.8以上才能排入自然海域，為了使出水pH達(dá)標(biāo)排放，一般通過(guò)對(duì)脫硫海水進(jìn)行空氣曝氣的方式，一方面通過(guò)空氣中的氧氣將S032氧化成穩(wěn)定的SO42，另一方面，在空氣的吹脫和夾帶作用下使海水中的C02溢出，最終促進(jìn)海水pH的恢復(fù)。
[0004]由于在低pH時(shí)，氧氣對(duì)S032氧化速率很低，因此一般在進(jìn)入曝氣池前向脫硫海水中摻混一定比例海水(來(lái)自冷卻水)，以提高曝氣池內(nèi)海水初始pH，由于空氣中氧氣含量較低，這就造成空氣需求量巨大、能耗高和占地面積大的缺點(diǎn)。為了節(jié)約成本，一般控制曝氣池內(nèi)初始pH為3?5，由于曝氣池內(nèi)初始pH較低，此時(shí)大量曝氣很容易造成脫硫海水中的S02溢出，引起二次污染。此外，為了恢復(fù)海水的pH，大量溫室氣體C0 2被吹托進(jìn)入大氣中，在全球變暖的今天，不符合綠色環(huán)保理念。
[0005]因此，為了避免因曝氣池內(nèi)S02溢出引起的二次污染以及C02的排放，必須開(kāi)開(kāi)發(fā)出更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的新型處理工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種克服傳統(tǒng)曝氣工藝存在的S02溢出問(wèn)題，防止SOjP CO 2進(jìn)入大氣的基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置及恢復(fù)方法。
[0007]本發(fā)明提供了一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置，包括:
[0008]調(diào)節(jié)池，其通過(guò)海水管道連接曝氣池，所述曝氣池內(nèi)部的底端設(shè)有曝氣器，所述曝氣池上設(shè)有排氣口；
[0009]鼓風(fēng)機(jī)，其一端與所述曝氣器連接；
[0010]氧氣儲(chǔ)罐，其與所述鼓風(fēng)機(jī)的另一端連接，所述氧氣儲(chǔ)罐上設(shè)有壓力檢測(cè)儀；
[0011]氧氣發(fā)生器，其通過(guò)排氣管道與所述氧氣儲(chǔ)罐連接，所述氧氣儲(chǔ)罐和所述氧氣發(fā)生器之間的排氣管道上設(shè)有閥門(mén)；
[0012]吸收塔，其設(shè)于所述曝氣池外，所述曝氣池內(nèi)部的底端設(shè)有布?xì)馄?，所述布?xì)馄魍ㄟ^(guò)排氣管道與所述排氣口連接，所述排氣口和所述布?xì)馄髦g的排氣管道上設(shè)有第一單向閥門(mén)，所述吸收塔頂部設(shè)有氣體排放口，所述氣體排放口通過(guò)排氣管道與所述氧氣儲(chǔ)罐連接，所述氣體排放口和所述氧氣儲(chǔ)罐之間的排氣管道上設(shè)有第二單向閥門(mén)，所述吸收塔的底部設(shè)有吸收液排放口；
[0013]S02在線檢測(cè)儀，其設(shè)于所述排氣口和所述第一單向閥門(mén)之間的排氣管道上。
[0014]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述曝氣池為封閉式。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氧氣儲(chǔ)罐為圓柱狀或球形。
[0016]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述吸收塔內(nèi)部的頂端設(shè)有填料或噴淋噴嘴。
[0017]本發(fā)明還提供了一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置的脫硫海水恢復(fù)方法，該方法包括以下步驟:
[0018]步驟1，脫硫海水由脫硫塔排出后，脫硫海水與海水冷卻水進(jìn)入所述調(diào)節(jié)池中混合均勻，控制所述調(diào)節(jié)池內(nèi)的pH值為3?5 ;
[0019]步驟2，混合脫硫海水在重力作用下流入封閉的所述曝氣池中，按照水平推流方式流經(jīng)所述曝氣池底部的曝氣區(qū)；
[0020]步驟3，打開(kāi)所述閥門(mén)和所述氧氣發(fā)生器，產(chǎn)生的氧氣首先進(jìn)入所述氧氣儲(chǔ)罐，然后在所述鼓風(fēng)機(jī)的作用下通過(guò)所述曝氣池底部的所述曝氣器將氧氣均勻鼓入到所述混合脫硫海水中；
[0021]步驟4，所述混合脫硫海水中的氧氣溶解在所述混合脫硫海水中后，將所述混合脫硫海水中的S032氧化成穩(wěn)定的S0 42，使所述混合脫硫海水中產(chǎn)生大量的H+，同時(shí)結(jié)合氧氣的吹托和夾帶作用，使所述混合脫硫海水中的C02被驅(qū)除，實(shí)現(xiàn)海水pH達(dá)標(biāo)排放；
[0022]同時(shí)，所述曝氣池內(nèi)產(chǎn)生的混合氣體通過(guò)所述排氣口后，所述302在線檢測(cè)儀檢測(cè)通過(guò)所述排氣口的混合氣體，如果所述so2在線檢測(cè)儀檢測(cè)到所述排氣口有so 2，則進(jìn)行下一步驟；
[0023]步驟5，打開(kāi)所述第一單向閥門(mén)，所述混合氣體在經(jīng)過(guò)所述第一單向閥門(mén)后進(jìn)入所述吸收塔，然后所述混合氣體通過(guò)設(shè)置在所述吸收塔底部的所述布?xì)馄骶鶆蚬娜胨鑫账膲A性吸收劑中，在所述混合氣體與所述堿性吸收劑接觸的過(guò)程中，其中的C02、S02與所述堿性吸收劑發(fā)生中和反應(yīng)而被去除，經(jīng)過(guò)吸收凈化后的氧氣通過(guò)所述氣體排放口排出所述吸收塔，在經(jīng)過(guò)所述第二單向閥門(mén)進(jìn)入所述氧氣儲(chǔ)罐，通過(guò)所述鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行重復(fù)利用。
[0024]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，采用液氧替換所述氧氣發(fā)生器作為氧氣源。
[0025]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述吸收塔內(nèi)的堿性吸收劑為氫氧化鈉溶液或氫氧化鈣溶液。
[0026]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為1%?30%。
[0027]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，當(dāng)所述堿性吸收劑的pH值降低至7?8時(shí)，更換新堿性吸收劑以確保吸收效率。
[0028]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，通過(guò)所述氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力變化，控制所述氧氣發(fā)生器和所述閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)所述壓力檢測(cè)儀檢測(cè)到所述氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)處于負(fù)壓時(shí)，打開(kāi)所述氧氣發(fā)生器和所述閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，保證所述氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)氣壓大于0，當(dāng)所述壓力檢測(cè)儀檢測(cè)到所述氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)壓力大于20kPa時(shí)，所述氧氣發(fā)生器和所述閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。
[0029]本發(fā)明的有益效果為:
[0030]1、采用封閉式純氧曝氣裝置，可以充分利用氧氣，提高氧氣的利用效率；
[0031]2、酸性氣體輔助吸收塔的設(shè)置，可以避免SOjP CO 2氣體進(jìn)入大氣中，防止空氣污染，同時(shí)也有利于防止酸性氣體對(duì)氧氣輸送管道和設(shè)備的腐蝕；
[0032]3、曝氣可以通過(guò)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)吸收塔的自動(dòng)關(guān)閉，從而節(jié)約整個(gè)裝置的運(yùn)行成本；
[0033]4、采用純氧曝氣，氧氣密度大，氧化速率高，可以降低曝氣池體積，從而減少占地面積；
[0034]5、通過(guò)氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的變化控制氧氣發(fā)生器的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，可以保證氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)的氣壓處于0?20kPa，避免因氧氣儲(chǔ)罐內(nèi)壓力過(guò)低或過(guò)高影響裝置的正常運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)方法的流程示意圖。
[0037]圖中，
[0038]1、調(diào)節(jié)池；2、曝氣池；3、氧氣發(fā)生器；4、閥門(mén)；5、氧氣儲(chǔ)罐；6、壓力檢測(cè)儀；7、鼓風(fēng)機(jī)；8、曝氣器；9、排氣口 ；10、S02在線檢測(cè)儀；11、第一單向閥門(mén)；12、吸收塔；13、布?xì)馄鳎?4、吸收液排放口 ； 15、氣體排放口 ；16、第二單向閥門(mén)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0040]實(shí)施例1，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復(fù)裝置，包括調(diào)節(jié)池1、曝氣池2、氧氣發(fā)生器3、閥門(mén)4、氧氣儲(chǔ)罐5、壓力檢測(cè)儀6、鼓風(fēng)機(jī)7、曝氣器
8、排氣口 9、S02在線檢測(cè)儀10、第一單向閥門(mén)11、吸收塔12、布?xì)馄?3、吸收液排放口 14、氣體排放口 15和第二單向閥門(mén)16。
[0041]調(diào)節(jié)池1通過(guò)海水管道連接曝氣池2，曝氣池2為封閉式。曝氣池2內(nèi)部的底端設(shè)有曝氣器8，曝氣池2上設(shè)有排氣口 9。鼓風(fēng)機(jī)7的一端與曝氣器8連接，另一端與氧氣儲(chǔ)罐5連接。氧氣發(fā)生器3通過(guò)排氣管道與氧氣儲(chǔ)罐5連接，氧氣儲(chǔ)罐5和氧氣發(fā)生器3之間的排氣管道上設(shè)有閥門(mén)4。氧氣儲(chǔ)罐5為圓柱狀或球形，氧氣儲(chǔ)罐5上設(shè)有壓力檢測(cè)儀6，通過(guò)氧氣儲(chǔ)罐5內(nèi)的壓力變化，控制氧氣發(fā)生器3和閥門(mén)4的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)壓力檢測(cè)儀6檢測(cè)到氧氣儲(chǔ)罐5內(nèi)處于負(fù)壓時(shí)，打開(kāi)氧氣發(fā)生器3和閥門(mén)4的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，保證氧氣儲(chǔ)罐5內(nèi)氣壓大于0，當(dāng)壓力檢測(cè)儀6檢測(cè)到氧氣儲(chǔ)罐5內(nèi)壓力大于20kPa時(shí)，氧氣發(fā)生器3和閥門(mén)4的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。由于曝氣池內(nèi)初始pH較低