海水烟气脱硫工艺

海水烟气脱硫工艺

摘要：本文论述我国海水烟气脱硫工艺、挪威ABB 公司的flakt-hydro 海水烟气脱硫工艺以及美国Bechtel 公司的海水烟气脱硫工艺，并系统讨论海水烟气脱硫工艺的应用与发展及其优缺点。

关键词：海水烟气脱硫工艺；海水脱硫装置；环保；二氧化硫

1 前言

我国是一个资源生产和消费大国，然而经济的快速发展的同时加速了对燃料的

需求，由燃料产生的环境问题已经越来越严重。据国家环保部门统计，每年各种煤及各种资源冶炼产生的二氧化硫高达2158.7万吨，居世界第一位，二氧化硫排放量占世界的15.1%，由二氧化硫污染造成的酸雨面积占全国总国土面积的30%，严重影响人们的身体健康和环境，造成了难以估计的经济损失和社会危害。因此有效地控制大气中的二氧化硫已成为刻不容缓的研究课题，高效率，高环保的脱硫技术更是成为了现阶段的环保领域关注的焦点。

2 海水烟气脱硫技术原理

天然海水中含有大量的可溶性盐，其主要成分是氯化物、硫酸盐及少量的可溶

性碳酸盐。海水呈现碱性，PH 值为7．8～8．3，具有天然的酸碱缓冲能力及吸收二氧化硫的能力，海水烟气脱硫工艺技术就是利用海水的这种特性来洗涤烟气中的二氧化硫，以达到烟气净化的效果。

海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统以及工厂必备的

电气控制系统等组成。其主要流程是:锅炉排出的烟气经除尘器后，由烟气脱硫系统(FGD 系统)增压风机送入气-气热交换器(GGH)的热侧降温以提高吸收塔内的二氧化硫吸收效率，冷却后的烟气由吸收塔地步送入，在吸收塔中与由塔顶均匀喷洒的海水（利用电厂循环冷却水）逆向充分接触混合，经过净化后的烟气，通过GGH 升温后，经由烟囱派入大气。其脱硫流程图如图 1 所示：

海水脱硫的机理如下：

-++→+23222SO H O H SO (1)

--→+2422322SO O SO (2) O H CO H HCO 223+→++- (3)

海水在洗涤烟气的过程中，烟气中的的二氧化硫气体被海水吸收，生成亚硫酸

根离子和氢离子，见反应(1)，洗涤液的PH值随着降低；同时海水中的碳酸氢根离

子能与氢离子发生反应，生成水和二氧化碳，见反应(2),从而阻止或缓和洗涤液PH

值的继续下降，有利于海水对二氧化硫的继续吸收；洗涤后的海水变成酸性水，经

曝气池处理达标后再排放到大海，见反应(3)。

3 我国海水烟气脱硫工艺

我国海水烟气脱硫工艺第一家应用的是深圳西部电厂(1999年投入运行，技术来

源于挪威ABB公司)，第二家应用的是漳州后石电厂(2000年投入运行，技术来源于

日本富士化水株式会社)。

海水烟气脱硫系统(FGD)系统是我国首套海水脱硫装置，是国家环保总局和国家

电力公司的示范项目，其各项性能指标均达到或超过设计值，满足国家对该项目的

审查要求，符合环保标准；曝气过程中没有明显的二氧化硫溢出情况，对周围环境

没有造成不良影响；工艺排水对海域水质和海洋生物的影响很小。5、6号机组

(2×300MW)海水脱硫装置于2004年2月23日建成投运；1号、2号、3号机组海水

脱硫工程正在进行，计划2006年投运。届时，深圳的燃煤机组全部都安装脱硫装置，

深圳总的二氧化硫的排放水平可以降低一半。由台塑美国公司独资兴建的福建后

石电厂陆续建成了6套600MWe无GGH海水脱硫装置，于1999年至2003年陆续投入

运行。1号机组已于1999年11月并网，同年12月完成96h满负荷试运行一次成功，

于2000年2月底投入商业运行；2号机组于2000年7月完成96h满负荷试运行并一

次成功，于2000年8月底投入商业运行。中国华电工程(集团)公司联合阿尔斯通电

力挪威公司(APN)共建的青岛发电厂海水脱硫工程正在开工建设，该工程采用世界上

先进海水脱硫技术，脱硫效率高达90以上；2004年第一台海水脱硫装置成，2005

年第二台亦将投入运行；其1、2号300MWe机组海水脱硫工程是国家环保总局在我

国北方地区的第一个海水脱硫示范项目。其他一些沿海发电厂，如秦皇岛电厂的2

套300MWe、山东黄岛发电厂的2套660MWe海水脱硫装置也正在筹建。我国已成为世

界上大型海水脱硫装置建设经验最丰富的国家。

4 flakt-hydro海水烟气脱硫工艺

我国第一套深圳西部电厂与印度的TATA电力公司海水烟气脱硫装置均是采用此

flakt-hydro工艺。

1988年和1994年印度TATA电力公司先后在Trombay电厂先后建成5套125 MW

机组容量的海水脱硫装置；1995年西班牙Unelco电力公司先后在Gran Canaria燃

油电厂(2×80MW )和Tenerife燃油电厂(2×80MW)建成4套海水脱硫装置，多年来

运行良好；印度尼西亚Paicon电力公司的4×335MWe新建机组采用海水脱硫工艺，

已于1998年投入运行。英国准备2005年开工建设位于重要生态保护区的Longannet 电站建设4套600 MWe燃煤发电机组的海水脱硫装置；美国关岛的Cabras电厂拟采

用挪威ABB公司的Flakt-Hydro工艺来解决日益严格的环保要求；挪威国家电力公

司打算在奥斯陆附件建造一座1200 MWe的燃煤电厂，选择Flakt-Hydro工艺对烟气

进行脱硫；马来西亚2套750 MWe机组，巴西、希腊等地的海水脱硫工程正在建设

中。多国均是使用flakt-hydro海水烟气脱硫工艺，使得此工艺在技术、经验上都

是成熟的。

5 Bechtel公司的海水烟气脱硫工艺

美国Bechtel公司海水脱硫工艺在美国已经建成了示范工程，但是出于美国国情的考虑，并未推广应用。Bechtel 海水脱硫工艺主要是利用海水中的镁含量多的优势，加入石灰浆液，反应生成了氢氧化镁，氢氧化镁能有效的吸收二氧化硫。流程：冷却水总量2%的海水进入吸收塔，其余的海水用于溶解脱硫生成的石膏晶体。在洗涤系统中加入石灰或石膏的混合物，提高脱硫所需要的碱度，海水中的可溶性镁与碱也生成的氢氧化镁能迅速吸收烟气中的二氧化硫。整个系统有以下组成：烟气冷却系统、吸收系统、再循环系统、电气控制系统等组成。脱硫效率可达95%，与常规石灰石石膏比，投资少、能耗低。

6 海水烟气脱硫工艺的优缺点

海水脱硫工艺与湿法石灰石-石膏、旋转喷雾、烟气循环硫化床、炉内喷钙尾部增湿火化脱硫及电子束氨法脱硫等工艺主要性能的比较如下表1.

由表1可知海水脱硫工艺有以下特点：

(1)技术成熟、工艺简单、脱硫效率高、装机容量大；

(2)不需要加任何添加剂，避免了石灰石的开采、加工、运输和储存等；

(3)不产生副产品和废弃物，避免了处理废弃物及二次污染等问题；

(4)运行维护简单，不会产生结垢和堵塞，具有较高的系统可用率，运行费用较低；

(5)占地面积小，运行费用低，自动化程度高，可靠性好。

缺点：

(1)一次性的投资量大，仅适用于沿海电厂；

(2)排出的水对海洋生物的生长影响不明；

(3)海水的碱度有限，仅适用于燃用低硫煤(<1%)电厂的脱硫。

7 结束语：

烟气脱硫系统是一种耗资多的环境工程项目，大家比较关心的是在技术上可行、经济上合理、适合我们国情的脱硫方案，国外经验表明海水脱硫系统技术成熟、工艺简单、运行可靠、效率高。我国海岸线较长，故此技术在我国有较大的发展空间。