[发明专利]镁基—海水法船用脱硫系统中喷雾浆料pH值控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及到镁法和海水法脱硫系统的喷雾浆料pH值控制方法。

背景技术

船用燃料油已执行极为严格的硫含量标准，同时允许船只使用经批准的减排技术，条件是SO₂排放等于或低于燃烧0.10％的低硫燃油。采用含硫低的燃料油将大幅提高船舶营运成本，所以烟气脱硫成为应对新标准最为切实可行的选择。

相对于干法和半干法，湿法脱硫以其成熟的技术得到广泛应用。目前最为成功的达到工业应用的脱硫技术为化学法，包括钙法、镁法和海水法脱硫。由于海水法受到地理位置、脱硫副产品处理、脱硫剂来源及价格等因素的影响，常常应用在区域性较强、烟气量相对较小或工艺要求较简单的脱硫工程中；石灰(石)-石膏法技术成熟、价格便宜、脱硫效率高，故应用较多，但其运行费用高、二次污染严重、易造成管道结垢堵塞；镁法脱硫具有系统简单、运行安全、可靠性高、运行费用低、脱硫效率高、适用范围广、不易结垢、无二次污染、副产品利用价值相对较高等优势，近些年有逐步取代钙法脱硫的趋势。

船舶脱硫指标严格于一般工业脱硫，又受到船上特定环境的限制，船用脱硫研发应用技术和工艺困难很大，至今在国内外尚属空白。采取何种方法脱硫必须依据具体工况和要求达到的脱硫指标而定。对于特定的船上脱硫来说，如果使用现用的燃料油(含硫小于4.5％m/m)，为达到含硫1.00％m/m对应当量，要求脱硫效率至少达到70-80％；为达到含硫0.10％m/m对应当量，要求脱硫效率至少达到97％。因为钙法脱硫效率在95％以下，镁法脱硫效率能达到99％，所以只有镁法脱硫能达到新标准对应的SO₂排放浓度值。同时考虑船上空间有限，不允许装置占大量体积、耗材或副产物大量堆积，所以单 纯的海水法和钙法脱硫均不可取，只能采用镁基脱硫中的抛弃法。镁基脱硫同时具有无二次污染、占用体积小、不结垢、运行成本低等优点，综上，镁基脱硫技术对船用脱硫来说是最为切实可行的。再者，考虑船舶工况，船上海水获取易淡水获取难，提出镁基-海水法脱硫技术用于船舶脱硫。海水法作为一种辅助方法，在船舶运行于淡水区时仅采用镁基脱硫，结合海水法以避免处理装置受海水腐蚀。镁基-海水法脱硫技术是适用于船舶特定工况的一种有效脱硫技术，然而国内外这种船舶脱硫技术属于空白。

脱硫系统的pH值是脱硫运行中的一个关键参数，pH值的高低不仅与SO₂的吸收率和MgO利用率有关，还涉及到系统的腐蚀与沉淀。随着吸收剂Mg(OH)₂的加入，脱硫塔内部的浆液pH值上升，高pH值的浆液环境有利于SO₂的吸收。但是吸收剂利用率不会随着浆料pH值的上升而无限升高，在达到一定的pH值后即呈现稳态。如果浆料pH过高，则会影响到反应中Mg(HSO₃)₂的生成，降低吸收剂利用率，同时SO₃^2-的大量生成会使系统的磨损和沉淀增强；如果pH值偏低则脱硫效率低，设备的腐蚀也会加大。

为了提高SO₂吸收效率，人们做了大量的研究工作，分别从添加剂和系统控制两个方面进行pH值控调控制：一方面开发出了添加有机酸提高吸收效率的工艺，最早试验的有机酸添加剂是己二酸，它作为一种缓冲剂可以抑制浆料pH的降低、提高浆料中和酸性的能力，还能提高气液传质，进一步加速SO₂的吸收；另一方面采用串级前馈-反馈控制系统，通过调节浆料阀门的开度控制流量，从而保证pH值在一定范围内。这两种方法各有利弊，因此需要提出一种自动调控喷雾浆料pH值技术，以达到持续、高效脱硫的效果。

发明内容

为实现镁基-海水法脱硫技术应用于船舶烟气高效脱硫，保证脱硫装置长期可靠、达标运行。本发明提供一种镁基-海水法船用脱硫系统中喷雾浆料pH值控制方法。