[发明专利]一种包括使用分离膜的水分回收装置的燃烧废气处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括使用分离膜的水分捕获装置的燃烧废气处理系统，并且更具体地涉及一种包括使用分离膜的水分捕获装置的燃烧废气处理系统，所述系统能够通过使用分离膜回收燃烧废气中残留的水分来有效地进行废气处理过程。

背景技术

二氧化碳是导致全球变暖的主要温室气体之一，用于减少二氧化碳排放的二氧化碳(CO₂)捕获和存储(在下文中称为“CCS”)技术得以发展，由此二氧化碳捕获技术已经发展到了商业可用的水平。同时，为了保持二氧化碳捕获工艺的效果，并确保所述工艺的可靠性，应该处理燃烧废气中包含的有害组分，但用于处理有害组分的技术的发展仍不能完全令人满意。

煤是一种最活跃地使用的化石燃料，由于高碳(C)/氢(H)比，煤排放大量的二氧化碳，并且含有相对大量的诸如硫组分的有害组分。因此，在煤燃烧过程中排放出高浓度的有害组分，因此在二氧化碳捕获工艺之前的阶段中处理有害气体对于减少有害组分是必要的。

图1是示出了传统的燃煤电厂中的包括二氧化碳捕获工艺的燃烧废气处理系统的示意图。

参照图1，在传统的燃煤电厂的燃烧废气处理系统中，从锅炉110排出的燃烧废气通过烟气脱氮装置120、集尘装置130和烟气脱硫装置140以从其中去除污染物，之后进入CO₂捕获装置150以将二氧化碳压缩并存储在其中。此时，通过再加热加热器160将燃烧废气再加热，然后通过烟囱170排出到大气中。

废气的温度在经过上述废气处理工艺时必然降低，并且燃烧废气中的蒸气变得饱和。因此，为了防止由于饱和状态的水蒸气凝结而腐蚀烟囱以及由于废气从烟囱排出后的水气凝结而导致的可见的烟雾，并促进废气的扩散，需要在废气流入烟囱前再加热废气。

然而，为了再加热燃烧废气，不仅消耗大量的能量，还大大增加了用于安装再加热加热器的成本和空间。

发明内容

[本发明将解决的问题]

考虑了上述情况，本发明的一个目的是提供一种包括使用分离膜的水分捕获装置的燃烧废气处理系统，所述燃烧废气处理系统能够使用分离膜捕获燃烧废气中残留的水分，从而将废气处理工艺下游处的用于再加热废气的加热器最小化或省去。

[解决问题的手段]

为了达到上述目的，根据本发明，提供一种包括使用分离膜组件的燃烧废气处理系统，其被构造为用于捕获来自锅炉的废气的氮的氧化物、硫的氧化物和二氧化碳，并通过烟囱排出废气，所述系统包括：设置在烟囱之前的阶段中以捕获燃烧废气中包含的水分的水分捕获装置。另外，可以将用于再加热燃烧废气的再加热加热器设置在所述水分捕获装置和所述烟囱之间。

所述水分捕获装置可以包括：壳体，所述壳体内部具有用于所述燃烧废气流动的空间，并设有连接至所述壳体的相对两侧的废气入口管和废气出口管；真空室，所述真空室连接至所述壳体以与所述壳体内部的空间隔离，并具有安装于其一侧以与真空装置相连的分离管道；以及分离膜组件，所述分离膜组件设置在所述壳体的内部并且通过其一端或相对的各端与所述真空室的内部连通。

此外，所述分离膜组件的一端通过连接器可以固定到所述壳体的上部，所述连接器安装于所述真空室上从而与其连接；并且所述分离膜组件的另一端可以通过连接器固定到所述壳体的下部，所述连接器安装于所述壳体的底部上。

此外，所述分离膜组件的相对各端可以通过连接器固定到所述壳体的上部，所述连接器安装于所述真空室上从而与其连接。

此外，所述分离膜组件可以包括中空纤维膜，所述中空纤维膜具有形成于其上的涂覆层，以改善水分渗透性和选择性。

[有益效果]

根据本发明，在废气处理工艺中除去燃烧废气中残留的水分，因此，即使当使用低功率再加热加热器或省略再加热加热器时，也可以得到防止产生可见的烟雾并促进废气扩散的再加热效果。

此外，本发明能够容易地除去诸如附着于膜表面的灰尘等物质，而不会影响燃烧废气的流动(例如压力或流速)，同时，有效地从其中除去水分，并通过简化的操作使除去水分的装置最小化。

此外，由于可以容易地改变所述系统的结构以通过聚合物膜的特性优化性能，并且对损坏或出现故障的组件容易地进行更换，也可以将所述系统容易地堆叠成组件单元，所以能够有助于放大整个系统。

附图说明

图1是示出了现有的燃烧废气处理系统的示意图。

图2是示出了根据本发明的一个实施方案的包括水分捕获装置的燃烧废气处理系统的示意图。