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海水脱硫深井曝气装置

一、海水脱硫深井曝气装置专利技术-项目概述

1、专利技术名称证书

　　专利名称 海水脱硫深井曝气装置
　　专利权人 湖北省武汉市 余汉明 先生
　　专利状态 实用新型专利证书 ZL 2005 2 0098323.5

2、研发的背景与意义

　　海水脱硫技术于20世纪70年代开始出现，是利用天然海水脱除烟气中SO2(二氧化硫)的一种湿式烟气脱硫方法，具有投资少、脱硫效率高、利用率高、运行费用低和环境友好等优点，可广泛应用于沿海电力、化工、重工等企业，环境和经济效益显著。
　　目前，拥有自主知识产权的海水脱硫产业化技术亟待开发。

3、专利技术简要描述

　　“海水脱硫深井曝气装置”专利技术，是余汉明先生经过7年时间自主研发的最新海水脱硫系统，相对于现有海水脱硫系统进行了全面的技术创新和技术改革，将成熟的深井曝气技术应用于海水脱硫系统中，解决了现今海水脱硫系统中常规曝气装置存在的氧利用率低、用气量大、能耗高、设施复杂、曝气池占地面积大、工程建造施工周期长等诸多弊端，在降低工程造价、降低运行能耗、减小占地面积等方面效果显著，同时能够产生巨大的经济效益。

二、海水脱硫深井曝气装置专利项目-技术介绍

1、技术应用价值

　　“海水脱硫深井曝气装置”专利技术，适用于烟气海水脱硫工程中的曝气过程，即电厂、化工厂或其它烟气海水脱硫工程中的曝气处理过程，只要是在沿海地带建设、利用海水进行烟气脱硫处理的工程，均可采用本项“海水脱硫深井曝气装置”专利技术进行曝气过程处理。

　　现今的各种大型烟气脱硫工程中，工程造价及运行成本和可靠性最佳的是采用海水脱硫技术，虽然海水脱硫工程效果最佳，但就海水脱硫技术而言，还应该进一步优化工程设计，来达到降低工程造价和运行能耗、同时提高经济效益的目的。

　　国内现已有多个海水脱硫处理工程，其曝气过程一般采用穿孔管曝气、喷头喷出空气曝气等方式，在曝气处理过程中氧利用率约为2-5%，同时电动机耗电量很大，并且需要建造占地面积和体积都很大的曝气池，曝气池内需要安装繁多的各种管件，这些都给海边烟气海水脱硫工程的投资单位无形中增加了很多的工程造价投资和运行管理费用。

　　深井曝气技术也称“超深水曝气”、“超深层曝气”，是以地下的竖井构筑物作为曝气装置的高效处理工艺，成熟的深井曝气技术氧利用率可以达到60-90%，同时具有工程占地面积小(深井曝气装置结构紧凑，埋于地下，所需空间和占地面积都很小，抗震性能好)和设备运行费用较低的特殊优势。

　　余汉明先生自主研发的“海水脱硫深井曝气装置”专利技术，就是将深井曝气法的技术正点应用于电厂海水脱硫曝气水处理的实际，从而显示出了诸多技术经济优势，这是采用如穿孔管曝气、小气泡、微气泡、固定螺旋扩散器以及离子氧化曝气所产生的总经济技术效果均不可能具有的。

　　以30万千瓦发电机的海水脱硫为例：孔管曝气装置其占地1500平方米，混凝土约8000立方米，防腐面积约6600平方米，池体积约9000立方米，风机功率约550千瓦，此外还有曝气风管及曝气头等结构。而海水脱硫深井曝气装置其占地约60平方米或设置在塔底不占地，混凝土约750立方米，防腐面积约1800平方米，竖井体积约1900立方米，风机功率约15千瓦，此外还省去了曝气风管及曝气头等结构，不仅导致结构简单，还使运行极为可靠。因此采用深井曝气装置建造费节省几千万元，每年运行节省电费也有百万多元。(数据对比表参见附件1、附件2)

2、技术关联产业

　　天然海水中含有大量的可溶盐，其主要成分是氯化物和硫酸盐，也含有一定量的可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性，这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2能力；烟气海水脱硫技术就是利用海水的这种特性来洗涤烟气中的SO2，达到烟气净化保护环境的目的。

　　研究资料显示，海水脱硫与其他烟气脱硫技术相比，具有脱硫效率高、投资运行成本低廉、工艺成熟、系统可靠等特点，而且使用海水作为脱硫剂，具有无添加物、无副产品、无二次污染等优点。

　　海水脱硫一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂烟气脱硫。海水脱硫在挪威被广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫，先后有近20套脱硫装置投入运行。近年，海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展，国内外均有部分成功应用实例（深圳西部电厂等），建在海边的电力、化工、重工等企业都可以优先考虑装设海水脱硫系统，治理燃煤机组造成的大气污染，达到保护环境的目的。

3、技术分析评价

　　烟气脱硫技术是所谓的世界性难题，其实是工程经济问题，也就是工程设备的设计问题。现今从事烟气处理方面研究的专家权威很多，他们的理论水平也很高，但这些权威专家中从事设备研制的人确很少，已经习惯于在已有的模型框架内思考问，这种情况下获得的技术进步空间就会很有限。

　　专利权所有人余汉明先生原所在的公司2007年7月申报国家863计划资助，在作海水脱硫曝气方案设计时，就是不采用深井曝气装置，而采用某著名工科大学的离子氧化曝气方式；假若申报成功，离子氧化曝气的实际工程经济、技术指标要远远落后于深井曝气设计方案。

　　降低工程设计造价、降低设备运行能耗、减少占地面积，这是设计人员都必须追求的研发目标；工程施工设计方案中同样存在着高射炮打蚊子不仅不划算、而且还未必见得打得着蚊子的道理。（引用余汉明先生原语）

三、海水脱硫深井曝气装置专利技术-市场介绍

1、国内外市场情况

　　利用天然海水脱硫的技术原理是由美国加州伯克莱大学L.A.Bromley教授于上世纪60年代提出的，1970年美国在关岛电厂中试，英国也于80年代在爱丁堡附近中试。但是由于担心脱硫效果不好和污染海水等，美、英等国家没有在燃煤发电厂应用，发展较慢，工程应用晚于湿式石灰-石膏法。在1988年以前，海水脱硫技术多用于冶金行业的炼铝厂及炼油厂，如挪威南部铝厂、挪威Statoil Mongstad炼油厂等的脱硫系统均采用此装置。海水脱硫技术在火电厂的应用源于1981年的美国关岛试验，随后在印度TATA电力公司500MW燃煤机组上进行了工业性试验并于1988年投入商业运行，1995年印度TATA电力公司在同一台机组上安装了第二台海水脱硫装置，此后海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的发展。

　　近年来，海水脱硫技术在火电厂得到了较快的应用。1988年和1994年印度TATA电力公司在Trombay电厂先后建成两套125MW机组容量的海水脱硫装置；1995年西班牙Unelco电力公司先后在Gran Canaria燃油电厂(2×80MW)和Tenerife燃油电厂(2×80MW)建成4套海水脱硫装置，多年来运行良好；印度尼西亚Paicon电力公司的4×335MWe新建机组采用海水脱硫工艺，已于1998年投入运行；英国2005年开工建设位于重要生态保护区的Longannet电站建设4套600MWe燃煤发电机组的海水脱硫装置；美国关岛的Cabras电厂拟采用挪威ABB公司的Flakt-Hydro工艺来解决日益严格的环保要求；挪威国家电力公司在奥斯陆附近建造一座1200MWe的燃煤电厂，选择Flakt-Hydro工艺对烟气进行脱硫；马来西亚2套750MWe机组，巴西、希腊等地的海水脱硫工程也在建设中。

　　从1996年开始，深圳西部电厂陆续建成了6套300MWe燃煤发电机组的海水脱硫装置。其中，4号国产300MWe 燃煤机组引进挪威ABB公司海水脱硫技术和设备，于1999年3月完成72h连续试运并投入商业运行；这套机组的FGD系统是我国首套海水脱硫装置，是国家环保总局和国家电力公司的示范项目，其各项性能指标均达到或超过设计值，满足国家对该项目的审查要求，符合环保标准；曝气过程中没有明显的SO2溢出情况，对周围环境没有造成不良影响，工艺排水对海域水质和海洋生物的影响很小。5、6号机组(2×300MW)海水脱硫装置于 2004年2月23日建成投运，1号、2号、3号机组海水脱硫工程计划2006年投运。届时，深圳的燃煤机组全部都安装脱硫装置，深圳总的SO2的排放水平可以降低一半。

　　由台塑美国公司独资兴建的福建后石电厂陆续建成了6套600MWe无GGH海水脱硫装置，于1999年至2003年陆续投入运行。1号机组已于1999年11月并网，同年12月完成96h满负荷试运行一次成功，于2000年2月底投入商业运行；2号机组于2000年7月完成96h满负荷试运行并一次成功，于2000年8月底投入商业运行。中国华电工程(集团)公司联合阿尔斯通电力挪威公司(APN)共建的青岛发电厂海水脱硫工程正在开工建设，该工程采用世界上先进海水脱硫技术，脱硫效率高达90%以上；2004年第一台海水脱硫装置建成，2005年第二台亦投入运行；其1、2号300MWe机组海水脱硫工程是国家环保总局在我国北方地区的第一个海水脱硫示范项目。其他一些沿海发电厂，如秦皇岛电厂的2套300MWe、山东黄岛发电厂的2套660MWe海水脱硫装置也正在筹建。中国已成为世界上大型海水脱硫装置建设经验最丰富的国家之一。

2、市场定位与需求

　　随着工业的迅速发展和燃料用量的不断增加，二氧化硫的排放量越来越多，由此造成的大气污染十分严重，影响了生态平衡。目前，烟气脱硫是控制二氧化硫排放的一种有效方法。

　　虽然美国为判断脱硫排水对海洋生物的影响于1981年在关岛电厂设立了中试装置，利用该装置的排水进行了为期12个月的各类海洋生物试验，最终研究结论认为海水脱硫工艺在火电厂的应用是可行的、无害的，但是由于美国的一次能源结构燃煤比例不高，其沿海燃煤电厂相继关闭，美国缺乏扩大中试成果的市场动力。

　　上世纪90年代以来，英国和中国相继研发海水法脱硫工艺。英国主要进行对海洋的环境影响研究，经英国政府批准的研究报告认为海水法烟气脱硫工艺、排水在各方面符合现行环境品质标准，是一种意义深远、环保选择的好方案，预计还将延长火电站有效益的寿命，但是基于和美国类似的原因，英国并未将海水脱硫工艺推进到大、中型燃煤工业的实用阶段。

　　中国及亚洲地区海边电厂数量庞大，而中国又是一个淡水资源严重不足的国家，开发并利用海水脱硫技术，对治理燃煤机组造成的大气污染，具有重要而现实的意义。烟气海水脱硫工艺系统以其工艺简单、运行维护方便、投资省、只需要海水和空气不需要其他添加剂、节省淡水、无废弃物排放、减少污染、节省占地等优点，在沿海地区烟气脱硫系统有较好的发展前景，是今后中国及亚洲沿海地区新建、扩建电厂及老厂改造环保项目优先考虑的烟气脱硫系统。

　　作为烟气海水脱硫工程系统中的重要组成部分，曝气处理过程相关的工程设计方案占有举足轻重的地位，牵扯到工程造价、技术指标、使用效果、占地面积、运行成本等很多方面的问题，这些都直接关系到烟气海水脱硫工程投资管理单位的经济利益；在烟气海水脱硫工程项目中，应用由余汉明先生自主研发的“海水脱硫深井曝气装置”专利技术进行曝气处理，在降低工程造价、降低运行能耗、减小占地面积等方面，相对于采取其它形式的曝气处理装置设计方案，具有明显的技术优势和经济优势。

3、市场竞争力分析

　　海水脱硫工程系统采用深井曝气装置设计方案，以30万千瓦发电机组的海水脱硫系统为例，较现有的穿孔曝气设计方案节约能源达90%以上，并且工程造价降低几千万元，每年运行管理可以节省百万多元电费，远远优于现今的各种曝气处理方案。

　　余汉明先生自主研发的“海水脱硫深井曝气装置”专利技术，将成熟的深井曝气技术应用在海水脱硫曝气装置中，符合科学原理，国内尚无先例，经济效益巨大，显示出诸多方面的技术、经济优势，并于2007年11月14日获得中国国家知识产权局颁发的专利技术授权证书。

四、海水脱硫深井曝气装置专利技术-转让合作

1、合作方式

　　海水脱硫深井曝气系统设计难度不大，有成熟设计模式可用，有相关标准采用无风险，国内已有多个深井曝气工程实例；由于设施巨大，需要根据脱硫系统工程进行具体设计及施工。

　　专利权所有人余汉明先生还有转轴净化烟气和海水脱硫的吸收塔等技术要进行研究改进与实施，因此“海水脱硫深井曝气装置”专利技术只作技术转让，如合作单位确有需要可协助进行工程设计。

2、合作条件

　　对“海水脱硫深井曝气装置”专利技术有意转让或合作的单位，具体合作条件商议进行。

3、接洽联系

　　专利权所有人余汉明先生将“海水脱硫深井曝气装置”专利技术的转让工作全权委托给北京黄也先生负责协调处理。

五、海水脱硫深井曝气装置专利技术-附件资料(请点击查看)

　　1、三种海水脱硫系统性能估算比较表
　　2、30万千瓦脱硫曝气穿孔管曝气池与深井曝气工程造价估算比较表
　　3、海水脱硫深井曝气装置专利证书
　　4、专利权所有人余汉明先生技术研发与工作简历
　　5、余汉明先生研究心得体会文章-“技术创新中的思维”

联络资料
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