海水法烟气脱硫排水水质的估算和分析

1、海水法烟气脱硫排水水质的估算和分析骆锦钊(厦门华夏电力公司，福建厦门361026)摘要：对海水法烟气脱硫的排水水质进行定量估算，并讨论工艺排水对附近海域水质的影响。关键词：海水脱硫；海域水质影响Theestimateandanalysisondischargedwaterqualityforfluegasde-sulfurizationtechnologybysea-waterLuojinzhao(XiamenHuaxiaElectricPowerCompany,XiamenChina361026)Abstract:Thepaperestimatesandanalyzesthedischarg

2、edwaterqualityforfluegasde-sulfurizationtechnologybysea-water,theeffectofdischargewaterfromFGDsystemonsurroundingseawaterqualityalsodiscussed.Keywords:FluegasseawaterFGD;effectonsurroundingseawaterquality1海水脱硫原理海水法烟气脱硫工艺是利用天然海水脱除烟 气中SO的一种湿式脱硫方法。天然海水中含有大量的可溶性盐类，其主要成份是氯化物和硫酸盐，此外，海水中还溶存着相当 数量的 HCO、CO2-

3、、H2BO-及 H2PO-、SiO3-等弱酸阴 离子，其中主要为HCO ,它们都是氢离子的接受体。表1这些氢离子接受体的浓度总和在海洋学上称为“碉度”（海水的碱度约为 2mmol/L,其中的HCO的浓 度约为1.8mmol/L），海水的pH值一般在8.0-8.2 的范围内。因此，纯海水具有天然的弱碱性可用于 吸收烟气中的酸性气体，从而达到烟气脱硫的目的。2004年7月厦门嵩屿电厂所在的河口海域的水 质检测结果见表1。海水水质调查结果大潮低平潮大潮高平潮站位D4D5D6D7D8D4D5D6D7D8pH8.148.138.028.088.038.228.258.188.198.14总碱度/mmol

4、L-12.132.212.002.122.042.182.312.192.152.23盐度/%o29.51527.56129.66825.51927.92132.54932.95432.28731.76232.041悬浮物/mgL-1131.958.671.824.036.527.421.9112.022.467.7_.一,-1DO/mgL5.495.445.435.425.806.146.455.805.865.92COD/mgL0.540.712.052.061.971.120.862.130.432.09硫酸盐/mgL-1228923692007309122092537254528912

5、8102850亚硫酸盐/mgL-1未检出2.02.02.02.02.02.02.02.02.0重碳酸盐/mmolL-11.751.731.681.781.781.781.891.821.771.88铜/j.gL-10.661.10.711.00.660.790.840.500.550.63铅/j.gL-10.350.0900.0410.0900.0900.0900.240.0900.0570.15锌/j.gL-10.951.31.22.11.20.870.801.31.31.5镉/ggL-10.0880.100.0700.0700.0560.0560.0390.0490.0420.046汞/g

6、L0.0080.0130.0170.0110.0070.0080.0070.0070.0090.007碑/RgL-12.31.01.91.21.01.0rs)/(1000X64XQx)H+-氢离子浓度，mmol/LQx-进入吸收塔的水量，m/h嵩屿电厂300MW机组设计的循环水量是43200m/h,其中进入吸收塔的喷淋水量是13520m3/h(约占循环水量的1/3),干烟气量1082000Nnm/h,二氧化硫浓度为1305mg/Nmi,脱硫效率为90%由上式可算出脱硫塔排水的H+=2.937mmol/Lo用滴定曲线内插，可以得到脱硫塔排水的pH=3.28脱硫塔排水与直接进入曝气池的循环水混合后

7、，同样可计算出H+=0.919mmol/L,用滴定曲线内插，可以得到脱硫塔排水的pH=6.38o根据循环水量和曝气池流道长度及曝气流道断面积可以计算出曝气时间为6分钟，从上述的实验可知曝气6分钟后可望提高pH约0.5个单位，因此曝气池的排水pH=6.9。3计算结果与海水本底值、标准值的比较根据嵩屿电厂300MW机组的设计煤质等参数，计算出的曝气池脱硫排水的污染物增量如表4所列。表4排水污染物增量与比较海水水质标准项目排水增量本底值一级排放标准二类一类悬浮物/mg/l1.8521.9131.970人为增量010-1Hg/ggL0.07710.0070.017500.20.051Cd/vgL10.

8、002030.0390.1010051总Cr/ggL-10.1380.0640.12150010050A，.-1As/ggL0.0740.02.35003020_-1Pb/gg L 10.2110.0410.35-1Ni/ ii g L 10.2160.380.88-1Cu/ i g L0.2360.51.1Zn/ ii g L-10.6190.82.11COD/mg L 10.7350.432.13排水pH=6.98.028.2510005110001055001052000502010032697.88.5,且不超出海域正常变动范围的0.2pH单位计算依据：1)锅炉燃煤量为127t/h,煤

9、的Sar=0.63%、Aar=19.77%、Qnet.ar=22441kJ/kg、汞含量0.075mg/kg。2)除尘器效率99.4%,出口干烟气量1082000Nm3/h、烟尘浓度134mg/Nm、SO浓度1305mg/Nr3i。3)脱硫排水总量43215t/h(其中循环水量43200t/h,排入循环水中的工业水15t/h)SO2-的氧化率为90%4脱硫排水对海域水质影响的分析将脱硫排水污染物的浓度增量与海域海水的本底值、排放标准和海水水质标准进行比较后可知：(1)上述所有污染物的浓度指标均符合一级排放标准。(2)排入海中的重金属量，取决于除尘器的除尘效率和燃煤中重金属的含量。煤种不同，烟尘

10、中的各种重金属元素的含量变化较大，但它们在烟尘中均为微量元素。而且烟尘通过除尘器以后，99%以上的重金属(Hg除外)被除尘器捕集，所以排入海的重金属极微。从表4可见，排水的重金属浓度(本底值与增量之和)符合一类海水水质标准，脱硫排水的重金属不会引起海水类别的变化。(3)排水中悬浮物的增量与除尘器效率关系密切，当除尘效率不小于99%寸，悬浮物增量远小于10mg/L,可以符合一、二类海水水质的要求。(4)由于汞易气化和二价汞易被水吸收，在吸收塔脱汞率35%勺情况下，当煤的汞含量为0.075mg/kg时，排水的汞浓度增量为0.0771科g/L,远大于海水本底浓度值，超一类但满足二、三类海水水质标准。

11、当煤的汞含量大于0.486mg/kg时，排水水质将超出四类海水水质标准(0.5pg/L)。所以海水法脱硫电厂燃煤中的汞含量应引起重视，以免脱硫排水引起局部海域水质类别的变化。(5)排水CO时海水的本底值的比重较大，当曝气氧化不充分时将会引局部海域水质类别的变化。(6)正是由于利用海水的碱性脱硫，所以排水的pH值会有较大的下降。该海域海水的pH正常变动范围在8.02-8.25之间，pH=6.9的排水已超出4)脱硫塔的脱硫效率90%烟尘洗脱率55%脱汞率35%5)海水变动范围的下限8.02-6.9=1.12个pH单位，不但超出一、二类水质且超出三、四类水质允许的变动(0.5pH单位)，造成排水口附近的水质pH超标。但由于天然海水对pH的变化有很大的缓冲作用，本工程通过数模计算，排水离开排水口50米后，海水的pH值就恢复到正常值。因此pH对海域环境的影响范围是有限的。5.结论(1)燃煤电厂海水法脱硫的排水水质可以根据质量平衡和海水滴定曲线进行定量的计算，但由于脱硫塔对烟尘和汞的洗脱率在国内模拟和实测缺乏，需要加强这方面的研究和试验。(2)海水法脱硫电厂不但要控制燃煤的含硫量，燃煤中的汞含量也应引起重视，以免脱硫排水引起局部海域水质类别的变化。(3)为尽量减少脱硫排水的pH和COD寸海域水质的影响，除了控制燃煤的含硫量和选用适可的脱硫