[实用新型]一种烟气中水分子捕集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烟气中水分子捕集装置，属于火力发电辅助系统。 

背景技术

我国是一个水资源极为匮乏的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，人均只有2300立方米，若扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，现实可利用的淡水资源量更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，我国人均水资源占有量仅相当于世界人均水资源占有量的1／4。在全国600多个城市中有400多个存在供水不足问题，2003年缺水比较严重的城市达到157个，全国城市缺水年总量达60亿立方米。专家预测，中国人口在2030年将达到16亿的高峰，届时人均水资源量仅有1750立方米，可利用资源量不足700立方米，中国将成为严重缺水的国家。而且我国水资源地域分布极不均衡， 南北差异很大。以昆仑山—秦岭—大别山一线为界，以南水资源较丰富，以北水资源短缺。 

据初步统计，晋、陕、内蒙古、宁、甘、新6省(自治区)共有煤炭资源量4.19万亿吨,占全国煤炭资源总量的82.8%；埋藏深度浅于1000m的资源量为2.24万亿吨,占全国同样深度煤炭资源总量的83.8%；有关预测到“十二五”末我国煤炭需求可能突破40亿吨/年，晋、蒙、新、宁、陕、甘六省，年产能可能达到30亿吨（占全国总量的75%），煤炭储量占全国的65%，其中：山西为10亿吨；陕西5亿吨（主要在榆林地区）；内蒙古10亿吨（鄂尔多斯地区5亿~6亿吨）；宁甘青地区2亿吨；新疆2.5亿吨，这些北方地区是我国重要的能源基地和我国能源战略的支撑点。这些地区煤炭资不仅数量多，而且埋藏相对较浅，煤质好，品种齐全，可为大型火力发电厂提供充足的燃料，具备发展大型煤电基地和坑口电站群的基础条件，是我国现今和今后煤炭生产建设的重点地区，也是我国现今与未来煤炭供应的主要基地。但是这些地区全部处于缺水地区，其水资源总量仅占全国的8.3%，生态十分脆弱。我国水资源与煤炭资源分布呈典型的逆向分布特征，给我国煤炭及电力供应带来巨大挑战。水资源是国民经济的命脉，特别在北方缺水地区，水已经成为制约我国电力工业发展的主要因素，要维持一个120万千瓦的现代化火电厂运行，至少需要1立方米/秒的持续水资源量，每千瓦装机需要26.3立方米／年的水资源量，火电厂是耗水大户用水量占整个工业用水量的45%，工业节水潜力巨大，火电厂烟气中蕴含大量水分，这些水分随烟气排出，造成大量水资源的浪费。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种烟气中水分子捕集装置，它能够从除尘、脱硫后的烟气中捕集水分子，并将其冷凝、回收再次利用，减少每次循环后的补水量，节约水资源。 

本实用新型的技术方案：一种烟气中水分子捕集装置，包括锅炉、除尘器、吸收塔和烟筒，锅炉的烟气输出口与除尘器相连，除尘器的烟气输出口与吸收塔相连，吸收塔的烟气输出端连接烟筒；吸收塔和烟筒之间设有膜法水捕集装置。由于设置了魔法水捕集装置能够从除尘、脱硫后的烟气中捕集水分子，并将其冷凝、回收再次利用，减少每次循环后的补水量，节约水资源。 

前述的这种烟气中水分子捕集装置中，膜法水捕集装置采用多孔膜。由于采用多孔膜，多孔介质孔径及内孔表面性质的差异使得气体分子与多孔介质之间的相互作用程度有所不同，更容易将水分子从烟气中分离。 

前述的这种烟气中水分子捕集装置中，膜法水捕集装置采用的多孔膜的孔径为50X10^-10m～300X10^-10m。由于多孔膜的微孔孔径必须小于混合气体中各组分的平均自由程，所以所采用孔径应在50X10^-10m～300X10^-10m。 

前述的这种烟气中水分子捕集装置中，膜法水捕集装置采用的多孔膜的孔径为150X10^-10m。 

前述的这种烟气中水分子捕集装置中，中还包含空冷凝汽器，膜法水捕集装置与空冷凝汽器连接。由于使用冷空气凝结器抽真空制造低压，提高了气体分子的平均自由程，避免表面流动和吸附现象发生。 

一种使用前述装置对烟气中水分子的捕集方法，在吸收塔和烟筒之间增设膜法水捕集装置，通过膜法水捕集装置将烟气中的水分子分离出来，具体包括以下步骤： 

步骤a，锅炉排出的高温烟气首先进入除尘器，在除尘器中分离烟气中的煤灰，分离煤灰后的烟气进入吸收塔；

步骤b，烟气在吸收塔内进行脱硫处理，将脱硫后的烟气温度控制在40℃～130℃，然后送入膜法水捕集装置；