1.배경
환경 보호 사업에 대한 국가의 관심이 높아짐에 따라 주요 대기 오염 물질인 S02그리고 배출의 핵심 산업인 화력 발전소는 환경 규제에 따라 배가스 탈황 장치를 설치해야 합니다. 최근 몇 년 동안 많은 수의 탈황 장치가 가동되었으며 대부분의 탈황 공정은 석회석 석고 습식 탈황 기술을 사용합니다. 많은 해안 발전소의 경우 석회석 습식 탈황 기술과 비교하여 해수 탈황 공정은 높은 탈황 효율, 낮은 운영 비용, 낮은 투자, 간단하고 신뢰할 수 있는 시스템, 첨가물 없음, 부산물 없음 등 분명한 이점을 가지고 있습니다. 해수 탈황을 채택하는 것은 해안 발전소에 좋은 선택이 될 것입니다. 따라서 중국 연안 발전소에서는 해수 탈황 기술에 대한 수요가 광범위하게 존재하고 있다. 그러나 현재 해수 탈황 기술은 외국 기업이 완전히 독점하고 있으며 높은 기술 도입 비용과 사후 서비스 비용으로 인해 국내 탈황 기업이 해수 탈황 기술을 채택하는 데 큰 장애가 되어 비용 이점이 뚜렷한 탈황 공정을 사용할 수 없게 되었습니다. 해안 발전소에 널리 적용되어 화력 발전소의 탈황 및 배출 감소 비용이 크게 증가합니다. 동시에, 이미 가동 중인 해수 탈황 프로젝트는 일반적으로 기술 지표가 낮습니다. 탈황율은 약 90%이고 배수 pH 값은 일반적으로 6.5 미만으로 중국의 탈황 배출 규정 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 따라서 독자적인 해수탈황공정 개발이 필수적이다.화력용 티타늄 클래드 플레이트해수 배연 탈황 기술에 널리 사용됩니다.
2.발전소 배연탈황의 필요성
"화력 발전소의 대기 오염 물질 배출 표준"(GB13223-1996)에 따르면 다양한 기간에 화력 발전소의 이산화황에 대해 다양한 제어 요구 사항이 제안되었습니다. 1997년 1월 1일 이후 환경영향보고서 검토 및 승인 계류 중인 신규, 확장, 개량 화력발전소(3기)에 대해서는 발전소 전체에 대한 총배출량 관리를 시행하는 것을 기본으로 굴뚝 이산화황 배출농도 제한을 두고 있다. "두 개의 제어 구역"과 석탄의 황 함량이 추가되고 연결되었습니다. 황 함량이 10%를 초과하는 석탄의 경우 최대 허용 배출 농도는 1200mg/Nm이며, 황 함량이 1% 이하인 석탄의 경우 2100mg/Nm입니다. "2개 통제 구역"에 위치한 발전소는 황 함량이 1%를 초과하는 석탄을 탈황해야 하며, 그렇지 않으면 배출 기준을 충족할 수 없습니다. 석탄 황 함량이 1% 미만인 발전소의 경우, 탈황 여부는 발전소의 총 허용 배출량, 지역적 통제 한도, 지역 환경 품질 요구 사항을 바탕으로 환경 영향 평가를 통해 결정되어야 합니다.
석탄 화력 발전소의 SO 배출 제어는 현재 중국 대기 오염 제어 분야에서 가장 시급한 과제입니다. 석탄화력발전소의 배연탈황시설 건설은 대기오염 예방과 통제의 핵심이자 자원절약형, 환경친화적 사회를 구축하기 위한 중요한 조치가 될 것입니다. 첨단 배연 탈황 기술을 적극적으로 개발하고 적용하는 것은 SO 및 배출 감소를 보장하는 중요한 보장이 될 것입니다. 본 석사 논문에서 제안된 주제인 순수 해수 탈황 기술은 석탄화력발전소의 배연탈황을 위한 신기술 및 엔지니어링 실무입니다.
3.석탄화력발전소 배연탈황기술의 연구 및 적용현황
최초의 석탄화력발전소 탈황 기술인 FGD(FLUE GASDESULPHRIZATION)는 영국에서 시작되었습니다. 1927년에 영국은 템스강 유역에 있는 버터워스 발전소와 Banziside 발전소(총 120MW)에 처음으로 석회석 탈황 기술을 채택했습니다.
4. 해수배연탈황기술 연구현황
해수배연탈황기술은 습식배연탈황기술의 일종으로 해안에 건설되고 해수로 냉각되는 발전소에 적합하다. 해수 탈황 공정에서 발전소 냉각수를 탈황제로 사용하므로 폐기물이 발생하지 않으며 시스템 운영이 안정적입니다. 다른 습식 배가스 탈황 공정과 비교할 때, 이는 다음을 사용하기 때문에 운영 비용이 매우 낮습니다.화력용 티타늄 클래드 플레이트. 현재 전 세계 석탄화력발전소의 약 30%가 해안에 건설돼 해수탈황 기술 개발이 크게 촉진되고 있다.
오늘날 해수배연탈황은 40년 이상의 역사를 갖고 있다. 일찍이 1960년대 미국 버클리대학교에서 해수배연탈황 공정 메커니즘에 대한 연구를 진행하였다. 해수배연탈황장치는 처음에는 알루미늄 정제소, 정유공장 등 비석탄산업의 지원시설로 널리 사용됐다. 수십 개의 해수 배가스 탈황 장치가 노르웨이, 영국, 네덜란드, 스페인, 키프로스 및 기타 유럽 국가에서 가동되고 있습니다. 그러나 연안 발전소에 해수배연탈황 기술을 적용하는 것은 아직 상대적으로 제한적이며, 중국에서는 아직 초기 단계에 있다. 중국에서 해수배연탈황 장치가 가동에 들어갔습니다.
5. SO2 흡수정제 공정의 이론적 분석
이중막 이론
해수 탈황 과정은 물리적, 화학적 과정으로, 물질 전달은 흡수 정화 이론인 '이중막 이론'을 기반으로 합니다. 기본적인 주장은 기체 흡수가 기체상의 물질을 흡수하여 상 사이에서 액체상으로 이동하는 과정이라는 것입니다. 기체와 액체가 접촉하면 유체체에 난류가 발생하더라도 기액 양쪽에는 여전히 안정적인 기체 정체층(기체막)과 액체 정체층(액막)이 존재합니다. 단계. 흡수 과정은 흡수 분자가 기체상 몸체에서 기체 필름 표면으로 이동한 다음 기체 필름을 통해 확산되어 기체-액체 상 경계면에 도달하는 것입니다. 계면에서 흡수 분자는 액상으로 용해된 다음 액상 계면에서 분자 확산 방식으로 액상 필름을 통해 액상 몸체로 확산됩니다.
물리적 흡수 평형
혼합 가스가 흡수제와 접촉할 때, 기상의 흡수성 성분이 액상으로 물질 이동하는 것을 흡수 과정이라고 합니다. 흡수 과정 중에는 액체 상태의 흡수된 성분이 기체 상태로 빠져나가는 탈착 과정이라는 물질 전달 과정도 있습니다. 특정 온도와 압력에서 흡수 공정 속도와 탈착 공정 속도는 결국 동일해지고 기체와 액체 상 사이의 물질 전달은 동적 평형에 도달합니다. 이 시점에서 액상 기체의 용질 함량이 기체의 용해도입니다. 가스의 용해도는 가스 및 용매의 특성과 관련이 있습니다. 용매 용해도, 압력 또는 온도가 증가하면 용질의 용해도도 모두 증가합니다. 기체의 용해도는 물 100kg당 용해된 기체의 킬로그램 수입니다. 물을 흡수제로 사용할 때 SO2는 적당히 용해되는 가스입니다.
화학 반응을 통한 기체 액체 평형
물리적 흡수와 화학적 흡수는 모두 기체상 확산 속도(또는 기체막 저항)와 액체상 확산 속도 또는 액체막 저항의 영향을 받습니다. 공학에서는 기체-액체 상의 교란을 강화하여 기체막과 액체막 사이의 저항을 제거하는 데 일반적으로 사용됩니다. 배연 탈황에서는 저농도 S0를 함유한 다량의 배가스를 순간적으로 연속적으로 정화해야 합니다. 물리적 흡수만을 단독으로 사용하는 경우에는 정화효율이 매우 낮아 SO 배출기준을 충족시키기 어렵다. 따라서 배연 탈황 기술에는 화학적 흡수 방법이 널리 사용됩니다. 배연 탈황을 위한 화학적 흡수 방법의 사용은 기술적으로 성숙하고 풍부한 운영 경험과 강력한 실용성을 갖추고 있으며 가장 널리 사용되고 널리 퍼진 배연 탈황 기술이 되었습니다. 해수 탈황 공정도 화학적 흡수를 기반으로 합니다.
화학적 흡수는 물리적 흡수와 화학 반응의 두 가지 과정으로 구성됩니다. 물리적 흡수 과정에서 흡수된 가스는 액상으로 용해됩니다. 기액이 상평형에 도달하면 흡수된 기체의 평형 농도가 물리적 흡수 과정의 한계가 됩니다. 흡수된 가스의 활성 성분은 화학 반응을 일으키며, 화학 반응이 평형에 도달하면 흡수된 가스의 소비가 화학 흡수 과정의 한계가 됩니다. 해수 탈황 기술과 같은 실제 공학적 응용에서 기체 오염 물질의 정화 공정은 일반적으로 화학적 흡수 방법을 채택합니다. 이때, 기체상 오염물질의 총 용해량은 액상 물리적 흡수량과 화학적 소모량으로 구성됩니다.
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