[发明专利]用于海水脱硫恢复系统的电化学-化学复合氧化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业水处理技术领域，特别是涉及一种用于海水脱硫恢复系统的电化学-化学复合氧化处理方法。 

背景技术

酸雨是全球关注的环境问题，是人类燃用煤炭等产生大量的酸性气体（二氧化硫等）随烟气排入大气所导致。大、中型火电厂的烟气脱硫系统大多采用石灰石-石膏法和循环流化床等工艺，但存在着成本高、系统复杂和易出现结垢阻塞等缺点。近年来，在沿海地区烟气海水脱硫系统已成为发展成熟的新技术。国内外对海水脱硫原理进行了大量研究，一般认为影响SO₂在海水中吸收量的主要因素有：海水的碱度、盐度、反应温度和烟气中SO₂的浓度。此外，海水中含有的Cl–和F_e²⁺、Mn²⁺等痕量金属离子对SO₂的吸收也有一定的促进作用。其中，反应温度和烟气中SO₂的浓度主要取决于实际生产情况。海水的天然碱度是影响脱硫效率的主要因素。海水pH值的正常范围在7.3～8.6之间。海水的pH值主要由海水中所含的大量CO₃^2–和HCO₃^–离子所构成的缓冲体系所控制，该体系具有较强的抗pH值变化的缓冲能力，这是海水烟气脱硫的关键。烟气SO₂被海水吸收转化为HSO₃^-和SO₃^2-，此过程所产生的H⁺与海水中的CO₃^2–、HCO₃^–反应生成CO₂和H₂O，这就使得海水具有较大的SO₂吸附容量。它具有如下优点： 

（1）以海水作为吸收剂，不需附属设备；（2）被吸收的SO₂转化成海水中的硫酸盐，不存在废弃物处理等问题；（3）脱硫、脱氮可同步进行，脱硫效率达95%以上，脱氮效率达60%以上；（4）不存在设备结垢堵塞的问题；（5）建设、运行、维护费用较低，操作简单。 

海水脱硫系统包括：烟气系统、二氧化硫吸收系统、海水恢复系统和海水供排水系统等四大部分，其中二氧化硫吸收系统和海水恢复系统是核心。其主要流程是：炉内烟气经除尘器除尘后，由增压风机送入气—气热交换器(GGH)进行冷却，再进入吸收塔。来自循环冷却系统的部分海水由喷淋泵打进吸收塔，在吸收塔内形成雾状液滴，与烟气接触、混合，达到脱除二氧化硫的目的。脱硫后的烟气经GGH升温后排出。吸收塔排出的海水经过海水恢复系统恢复达标后排放入海。 

海水脱硫恢复系统是海水脱硫技术的重要组成部分。吸收塔排水呈酸性（pH约为3）， 且由于SO₃^2-的大量存在，化学需氧量（COD）较高，须经海水恢复系统处理后才能排放。吸收塔出来的洗脱液先与新鲜海水混合，pH值由3左右上升至5左右，然后进入曝气池。将空气强制对流通入曝气池，使海水中的溶解氧逐渐达到饱和，溶解氧将SO₃^2-氧化为SO₄^2-，同时海水中的CO₃^2-与吸收塔排出液中的H⁺加速反应释放出CO₂，并在曝气作用下将海水中溶解的部分CO₂驱除，从而达到降低COD值和提高pH值的目的，使海水的各项指标基本得到恢复。海水水质标准（中国国家标准GB3097-1997）二类中要求pH6.8～8.8，溶解氧（DO）大于5mg/L，COD值不大于3（对应SO₃^2-氧化率不小于95%）。 

由于电化学技术高效、便捷，现已作为海水脱硫恢复辅助系统，但也存在着电极成本高和排水pH偏低等缺点。现有的海水脱硫恢复系统，在使用中由于海水对SO₂的吸收容量小和溶解氧浓度低，需要用到大量海水，使曝气池占地面积大，曝气负荷高，能耗高，排水pH值和COD时有不达标等问题。因此，需要提高海水脱硫恢复系统的处理能力与效率，实现节能减排的目的。 

综上所述，开发一种用于海水脱硫恢复系统的电化学-化学复合氧化处理方法是工业水处理技术领域中急需解决的一个关键问题。 

发明内容