[发明专利]一种新型脱硫海水曝气装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型脱硫海水曝气装置及方法，具体涉及烟气海水脱硫系统中脱硫海水水质恢复装置和方法，属于环境水处理领域。

背景技术

目前，燃煤发电是我国最主要的能源供给方式。此外，还有大量工业燃煤锅炉和船舶动力燃煤锅炉等，燃煤锅炉产生的烟气含有高浓度的SO₂，为了防止烟气中SO₂引起雾霾等环境污染，必须采取相应处理措施。在众多烟气脱硫工艺中，海水脱硫工艺不需额外消耗淡水和吸收剂，无副产品和废弃物，工艺简单，维护方便，节省投资和运行费用，具有诸多优点，因此在沿海燃煤电厂和船舶锅炉燃气处理中应用较多。

海水脱硫工艺主要是利用海水的天然弱碱性(pH约为8)吸收烟气中SO₂的一种湿法烟气脱硫工艺。该工艺主要包括两步化学反应：SO₂被海水吸收转化成SO₃^2-，然后经曝气将SO₃^2-氧化成稳定的SO₄^2-，吸收SO₂后产生的酸性氢离子被CO₃^2-和HCO₃^-中和并生产CO₂气体。按照相关规定，脱硫海水pH必须达到6.8以上才能排入自然海域，为了使出水pH达标排放，一般通过对脱硫海水进行空气曝气的方式，一方面通过空气中的氧气将SO₃^2-氧化成稳定的SO₄^2-，另一方面，在空气的吹脱和夹带作用下使海水中的CO₂溢出，最终促进海水pH的恢复。

由于在低pH时，氧气对SO₃^2-氧化速率很低，因此一般在进入曝气池前向脱硫海水中掺混一定比例海水(来自冷却水)，以提高曝气池内海水初始pH，由于空气中氧气含量较低，这就造成空气需求量巨大、能耗高和占地面积大的缺点。为了节约成本，一般控制曝气池内初始pH为3～5，由于曝气池内初始pH较低，此时大量曝气很容易造成脱硫海水中的SO₂溢出，引起二次污染。即传统的海水脱硫工艺中的敞开式空气曝气处理，为实现脱硫海水的pH和溶解氧达到排放标准，存在曝气量大和SO₂溢出等问题。此外，为了恢复海水的pH，大量温室气体CO₂被吹托进入大气中，在全球变暖的今天，不符合绿色环保理念。

因此，为了避免因曝气池内SO₂溢出引起的二次污染以及CO₂的排放，必须开发出更加经济和环保的新型处理工艺。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新型脱硫海水曝气装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型脱硫海水曝气装置，包括：

调节池，用于混合脱硫海水与海水冷却水；

曝气池，所述曝气池的两端分别设有进水管道和排水管道，所述进水管道经管道混合器接调节池的出水口；所述曝气池为封闭型曝气池，其顶部设有排气口A，所述排气口A经碱性吸收罐连接所述管道混合器；所述曝气池内部设有膜组件，所述膜组件的进气口通过鼓风机连接氧气发生器。

进一步的，所述膜组件的进气口设在所述膜组件的底端，所述膜组件的排气口B设在所述膜组件的顶端。

进一步的，所述曝气池的顶部外侧还设有压力表，用于监测所述曝气池内的气压。

进一步的，所述曝气池内还设有搅拌装置，在搅拌装置的作用下，曝气池内的海水可大量挥发出需排出混合气体，加速海水pH恢复过程。

进一步的，所述氧气发生器为臭氧发生器，可以加速亚硫酸根氧化速度，减小反应时间，有利于减小占地面积和膜组件投资成本。

进一步的，所述膜组件为中空纤维式膜组件或平板式膜组件，优选为中空纤维式膜组件。

进一步的，本发明中曝气器采用膜组件，且所述膜组件的滤膜为疏水性微孔膜，采用疏水膜，不仅可以有效避免海水穿透，避免引起膜污染，同时可以保证臭氧在海水中均匀分布，提高臭氧利用率。

一种利用所述的新型脱硫海水曝气装置进行脱硫海水曝气的方法，包括以下步骤：

步骤1，脱硫海水由脱硫塔排出后，与海水冷却水进入所述调节池中混合均匀，调节混合海水pH值至4～5，然后在水泵或重力作用下经过管道混合器进入曝气池中。