[发明专利]一种用膜回收烟气中硫的方法

说明书

技术领域

本发明属于含硫烟气的精制及利用，更具体地说，是一种在膜分离器中分离出烟气中的硫的方法。

背景技术

从燃煤锅炉、炼厂催化裂化装置或其他工业装置中等排放出来的烟气，含有少量SO₂、CO₂和较低量的O₂和大量氮气。据统计，我国2005年底排放烟气中SO₂总量达2549万吨，不仅对环境造成严重危害，还是硫资源的一种很大浪费，而烟气中酸性气体CO₂排入大气会加剧温室效应。目前，烟气脱硫或减排CO₂技术按其脱除机理可分为吸收法和吸附法。目前应用最广的是烟气吸收法，主要以石灰/石灰石浆作为吸收剂，吸收烟气中SO₂和部分CO₂，其SO₂脱除率可达到90％以上，副产物为石膏。由于石膏利用价值有限，多抛弃处置，且装置规模较大，操作费用高。随着膜技术的发展，烟气中酸性气体SO₂、CO₂的脱除，近年来致力于集分离与吸收于一体的膜法吸收处理烟气，脱除其中SO₂、CO₂。膜法烟气脱硫与传统的石灰石-石膏法相比，中空纤维膜吸收塔费用降低70％，总投资可减少30％以上，操作费用可降低一半。

以膜法烟气脱硫为例，目前主要采用中空纤维管式膜分离器，其中空纤维膜为选择性透气膜，如CN1199718C、CN1234448C、CN1235669C均公开了纤维素中空纤维气体分离膜及其制备。烟气中的SO₂、CO₂能选择性透过膜孔进入碱性溶液(Na₂SO₃、NaOH或胺液)，并与其反应生成NaHSO₃、NaHCO₃，而烟气中的N₂、O₂等其他气体滞留在气相中，从而实现烟气脱硫。中空纤维膜烟气脱除酸性气体的工艺流程为：烟气经除尘、热交换后进入中空纤维膜分离器，脱除SO₂、CO₂后烟气通过烟囱排放，吸收液进入吸收液再生装置再生并回收硫或CO₂。目前中空纤维膜法烟气脱硫、脱CO₂被认为是一种有巨大商业应用潜力的烟气处理技术，尤其是经济效益更高的烟气脱硫技术。

为提高脱硫效率，膜法脱硫常与其他气体分离方法相结合，如CN1140318C公布了分离膜单元与PSA单元组合分离/回收气体的方法，CN1047632A利用多价金属的水溶性聚合物螯合物和膜分离装置从气流中除去氧化氮和氧化硫的方法，CN1919423A二氧化硫-空气电池及其在脱硫技术中的应用，CN1297337C超声波和中空纤维含浸液膜结合脱除气体中二氧化硫的装置及方法。另外，也有采用无机膜进行烟气吸附脱硫的，如CN1739842A及CN1803264A分别公布了用于低浓度烟气脱硫的γ-Al₂O₃复合膜及氧化硼改性的γ-Al₂O₃复合膜制备方法。

以上烟气膜法处理技术主要以脱除烟气中SO₂为目的，以膜法脱硫为例，均存在以下问题：脱硫率低(脱硫率约为60～90％)，吸收膜易污染，吸收液再生困难并易于堵塞膜孔道；因此阻碍了膜法烟气脱硫的工业化应用。