[发明专利]一种膜吸收法海水脱除烟气中二氧化硫的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制技术领域，涉及一种用海水作二氧化硫吸收液的疏水性中空纤维膜吸收器分离烟气中二氧化硫的工艺方法。

背景技术

SO₂是大气污染物中传播距离较远、危害较大的一种酸性气器，主要来自化工尾气及煤、石油等化石燃料的燃烧。湿法脱硫工艺是一种脱硫效率较高的烟气脱硫方法，传统的SO₂湿法脱除工艺需通过塔或柱来实现气液接触，设施占地面积大、投资高、运行费用高、安装不灵活。另外由于吸收过程气液两相直接接触，该工艺易受液泛、漏液和雾沫夹带等流体力学条件的限制，吸收液径向分布不均匀，

海水是地球最丰富的水资源，占地球总水量的97.2％，占地球表面积的3/4；海水呈碱性，pH值在7.8～8.5，是一种天然的脱硫吸收剂。目前，利用填料塔的海水脱硫技术在国内外已经得到工业化应用，但由于填料塔占地广、投资高、运行费用高、安装不灵活，不可避免的带来一些塔式吸收器固有的缺点。

发明内容

本发明的目的就是克服现有填料塔式海水脱硫技术的不足，提供一种膜吸收法海水脱除烟气中二氧化硫的工艺方法。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

本发明的装置包括：1除尘器，2烟气冷却系统，3气体压缩机，4气体流量控制元件，5、6气体压力阀，  7海水过滤器，8耐腐蚀泵，9海水流量控制元件，10、11液体压力阀，12疏水性中空纤维膜组件。

本发明工艺方法如下：

(一)待处理烟气依次经过1除尘器除尘、2烟气冷却系统的海水循环冷却、3气体压缩机和4气体流量控制元件，最后经5、6气体压力阀的调控后达到泡点压力范围要求后进入12疏水性中空纤维膜组件的管(壳)程；

(二)海水经过7海水过滤器的粗滤，去除杂质后经过8耐腐蚀泵、9海水流量控制元件、10液体压力阀和11液体压力阀的调控后达到泡点压力范围要求后进入12疏水性中空纤维膜组件的壳(管)程作为二氧化硫的吸收液；

(三)烟气中的二氧化硫通过膜丝表面的微孔与海水发生反应，膜组件的运行模式为不润湿模式；通过调整4气体流量控制元件和5、6气体压力阀以及9海水流量控制元件和10、11液体压力阀使气液两相压力差维持在12疏水性中空纤维膜组件的泡点压力范围内，实现膜组件的不润湿模式；气液两相分别稳定在中空纤维膜的内外两侧，不发生直接接触，达到脱除烟气中二氧化硫的目的。

整个处理系统可设计为一体式处理装置，也可设计为分体式处理装置，根据烟气浓度和流量的变化要求，可通过8耐腐蚀泵、9海水流量控制元件、10液体压力阀和11液体压力阀来调整海水流量，运行参数灵活可变。

本发明的效果和益处是：

(1)膜吸收法海水脱除SO₂工艺可有效地避免传统海水填料吸收塔的缺

点，气液两相的流动互不干扰，流量可以各自在很宽的范围内变动，膜组件可以提供很高的传质比表面积，获得较高的总传质系数。对烟气中二氧化硫的脱除效率较高，达到高效分离的目的；

(2)用海水作二氧化硫的吸收液，与以往方法采用NaOH、柠檬酸钠、亚硫

酸钠、亚硫酸氢钠等溶液为吸收液相比，可大大降低吸收液成本；

(3)整个处理系统可设计为一体式处理装置，也可设计为分体式处理装置。根据烟气浓度和流量可随意调整海水流量，运行参数灵活可变。

安装灵活、运行方便、所占空间较小；

(4)海水作烟气进入中空纤维膜吸收器前的冷却水，降低了冷却水成本；

(5)通过控制气液两相的压力差，将气液两相分别稳定在疏水性中空纤维膜的内外两侧，中空纤维膜处于不润湿模式；

(6)吸收完二氧化硫的海水需经过空气曝气后，海水中的亚硫酸根离子(SO₃^2-)氧化为稳定的硫酸根离子(SO₄^2-)，吸收完二氧化硫的海水要被天然海水中和到pH值7以上后，才排放，对环境友好。

膜吸收法海水脱除烟气中二氧化硫的工艺方法由于其高效脱硫效果和明显的技术优势，加上近些年来随着膜技术的发展，膜材料质量和性能的提高以及膜材料价格的降低，膜吸收法海水脱除SO₂具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是膜吸收法海水脱除烟气中二氧化硫的工艺方法流程图。