一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置及恢復方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境水處理技術領域，具體而言，涉及一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置及恢復方法。
【背景技術】
[0002]我國煤炭資源豐富，燃煤發(fā)電作因具有技術成熟、運行可靠等優(yōu)點，在我國應用廣泛，是我國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，無副產(chǎn)品和廢棄物，工藝簡單，維護方便，節(jié)省投資和運行費用，具有諸多優(yōu)點，因此在沿海燃煤電廠和船舶鍋爐燃氣處理中應用較多。
[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的吸收對海水產(chǎn)生的影響很小。該工藝主要包括兩步化學反應:S02被海水吸收轉化成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。按照相關規(guī)定，脫硫海水pH必須達到6.8以上才能排入自然海域，為了使出水pH達標排放，一般通過對脫硫海水進行空氣曝氣的方式，一方面通過空氣中的氧氣將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，最終促進海水pH的恢復。
[0004]由于在低pH時，氧氣對S032氧化速率很低，因此一般在進入曝氣池前向脫硫海水中摻混一定比例海水(來自冷卻水)，以提高曝氣池內海水初始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。為了節(jié)約成本，一般控制曝氣池內初始pH為3?5，由于曝氣池內初始pH較低，此時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，為了恢復海水的pH，大量溫室氣體C0 2被吹托進入大氣中，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S02溢出引起的二次污染以及C02的排放，必須開開發(fā)出更加經(jīng)濟和環(huán)保的新型處理工藝。

【發(fā)明內容】

[0006]為解決上述問題，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溢出問題，防止SOjP CO 2進入大氣的基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置及恢復方法。
[0007]本發(fā)明提供了一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置，包括:
[0008]調節(jié)池，其通過海水管道連接曝氣池，所述曝氣池內部的底端設有曝氣器，所述曝氣池上設有排氣口；
[0009]鼓風機，其一端與所述曝氣器連接；
[0010]氧氣儲罐，其與所述鼓風機的另一端連接，所述氧氣儲罐上設有壓力檢測儀；
[0011]氧氣發(fā)生器，其通過排氣管道與所述氧氣儲罐連接，所述氧氣儲罐和所述氧氣發(fā)生器之間的排氣管道上設有閥門；
[0012]吸收塔，其設于所述曝氣池外，所述曝氣池內部的底端設有布氣器，所述布氣器通過排氣管道與所述排氣口連接，所述排氣口和所述布氣器之間的排氣管道上設有第一單向閥門，所述吸收塔頂部設有氣體排放口，所述氣體排放口通過排氣管道與所述氧氣儲罐連接，所述氣體排放口和所述氧氣儲罐之間的排氣管道上設有第二單向閥門，所述吸收塔的底部設有吸收液排放口；
[0013]S02在線檢測儀，其設于所述排氣口和所述第一單向閥門之間的排氣管道上。
[0014]作為本發(fā)明進一步的改進，所述曝氣池為封閉式。
[0015]作為本發(fā)明進一步的改進，所述氧氣儲罐為圓柱狀或球形。
[0016]作為本發(fā)明進一步的改進，所述吸收塔內部的頂端設有填料或噴淋噴嘴。
[0017]本發(fā)明還提供了一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置的脫硫海水恢復方法，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入所述調節(jié)池中混合均勻，控制所述調節(jié)池內的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，打開所述閥門和所述氧氣發(fā)生器，產(chǎn)生的氧氣首先進入所述氧氣儲罐，然后在所述鼓風機的作用下通過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+，同時結合氧氣的吹托和夾帶作用，使所述混合脫硫海水中的C02被驅除，實現(xiàn)海水pH達標排放；
[0022]同時，所述曝氣池內產(chǎn)生的混合氣體通過所述排氣口后，所述302在線檢測儀檢測通過所述排氣口的混合氣體，如果所述so2在線檢測儀檢測到所述排氣口有so 2，則進行下一步驟；
[0023]步驟5，打開所述第一單向閥門，所述混合氣體在經(jīng)過所述第一單向閥門后進入所述吸收塔，然后所述混合氣體通過設置在所述吸收塔底部的所述布氣器均勻鼓入所述吸收塔的堿性吸收劑中，在所述混合氣體與所述堿性吸收劑接觸的過程中，其中的C02、S02與所述堿性吸收劑發(fā)生中和反應而被去除，經(jīng)過吸收凈化后的氧氣通過所述氣體排放口排出所述吸收塔，在經(jīng)過所述第二單向閥門進入所述氧氣儲罐，通過所述鼓風機進行重復利用。
[0024]作為本發(fā)明進一步的改進，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)明進一步的改進，所述吸收塔內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)明進一步的改進，所述氫氧化鈉溶液的質量濃度為1%?30%。
[0027]作為本發(fā)明進一步的改進，當所述堿性吸收劑的pH值降低至7?8時，更換新堿性吸收劑以確保吸收效率。
[0028]作為本發(fā)明進一步的改進，通過所述氧氣儲罐內的壓力變化，控制所述氧氣發(fā)生器和所述閥門的自動開關，當所述壓力檢測儀檢測到所述氧氣儲罐內處于負壓時，打開所述氧氣發(fā)生器和所述閥門的自動開關，保證所述氧氣儲罐內氣壓大于0，當所述壓力檢測儀檢測到所述氧氣儲罐內壓力大于20kPa時，所述氧氣發(fā)生器和所述閥門的自動開關。
[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置，可以避免SOjP CO 2氣體進入大氣中，防止空氣污染，同時也有利于防止酸性氣體對氧氣輸送管道和設備的腐蝕；
[0032]3、曝氣可以通過自動控制實現(xiàn)吸收塔的自動關閉，從而節(jié)約整個裝置的運行成本；
[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、通過氧氣儲罐內壓力的變化控制氧氣發(fā)生器的自動開關，可以保證氧氣儲罐內的氣壓處于0?20kPa，避免因氧氣儲罐內壓力過低或過高影響裝置的正常運行。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明實施例所述的一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置的結構示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實施例所述的一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復方法的流程示意圖。
[0037]圖中，
[0038]1、調節(jié)池；2、曝氣池；3、氧氣發(fā)生器；4、閥門；5、氧氣儲罐；6、壓力檢測儀；7、鼓風機；8、曝氣器；9、排氣口 ；10、S02在線檢測儀；11、第一單向閥門；12、吸收塔；13、布氣器；14、吸收液排放口 ； 15、氣體排放口 ；16、第二單向閥門。
【具體實施方式】
[0039]下面通過具體的實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0040]實施例1，如圖1所示，本發(fā)明實施例的一種基于純氧曝氣的脫硫海水恢復裝置，包括調節(jié)池1、曝氣池2、氧氣發(fā)生器3、閥門4、氧氣儲罐5、壓力檢測儀6、鼓風機7、曝氣器
8、排氣口 9、S02在線檢測儀10、第一單向閥門11、吸收塔12、布氣器13、吸收液排放口 14、氣體排放口 15和第二單向閥門16。
[0041]調節(jié)池1通過海水管道連接曝氣池2，曝氣池2為封閉式。曝氣池2內部的底端設有曝氣器8，曝氣池2上設有排氣口 9。鼓風機7的一端與曝氣器8連接，另一端與氧氣儲罐5連接。氧氣發(fā)生器3通過排氣管道與氧氣儲罐5連接，氧氣儲罐5和氧氣發(fā)生器3之間的排氣管道上設有閥門4。氧氣儲罐5為圓柱狀或球形，氧氣儲罐5上設有壓力檢測儀6，通過氧氣儲罐5內的壓力變化，控制氧氣發(fā)生器3和閥門4的自動開關，當壓力檢測儀6檢測到氧氣儲罐5內處于負壓時，打開氧氣發(fā)生器3和閥門4的自動開關，保證氧氣儲罐5內氣壓大于0，當壓力檢測儀6檢測到氧氣儲罐5內壓力大于20kPa時，氧氣發(fā)生器3和閥門4的自動開關。由于曝氣池內初始pH較低