[发明专利]一种气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫的方法

说明书

本发明为一种气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫的方法。该方法包括以下步骤：将待处理的初始烟气除尘，降温进入中空纤维膜吸收装置；扰动气体输入气液混合器与海水混合，得到的气液混合物进入中空纤维膜吸收装置；气液混合物和步骤（1）中的烟气分别进入中空纤维膜两侧，并在中空纤维膜表面发生吸收作用；最后烟气和海水分别排出。本发明气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫方法，利用扰动气体的作用，提升海水对烟气中二氧化硫去除率；在热量利用上分别利用初始烟气、脱硫后烟气、吸收后海水进行换热，充分烟气本身热量，降低热量消耗。

技术领域

本发明的技术方案属于大气污染控制及治理技术领域，涉及一种利用气泡强化膜吸收过程从而利用海水脱除烟气中二氧化硫的工艺方法。

背景技术

伴随全球工业化进程所产生的能源需求使得化石燃料的燃烧也越来越多，而其产生的二氧化硫及随之生成的酸雨对人类生存环境的危害巨大。酸雨不仅能使水体、土壤酸化，直接破坏动植物的生存环境，腐蚀破坏人类的建筑、雕塑等，而且可能对人体产生直接影响，从而引起健康问题。所以，对工业源烟气进行脱硫处理，从源头减少排放，是解决日益严重的二氧化硫污染的重要办法。目前常用的脱硫方法有三种：干法、湿法和半干法。与此同时，海水体量巨大且呈弱碱性，是一种天然的烟气脱硫吸收剂，同时经无害化处理后的吸收后海水排放简单，因此是沿海地区极具推广价值的烟气脱硫方案，且已实现工业化。目前大部分烟气脱硫技术均使用塔设备来进行二氧化硫的吸收，普遍存在着设备庞大，运行灵活性差，易产生雾沫夹带、液泛等问题。为解决塔设备普遍存在的上述问题，结合天然海水的优势，新型脱硫技术——膜吸收烟气脱硫也已被提出并进行研究。

发明专利CN101091873B《一种膜吸收法海水脱除烟气中二氧化硫的工艺方法》公开了一种膜吸收海水烟气脱硫工艺，其主要流程为烟气经除尘降温后，由气体压缩机调压后进入中空纤维吸收器管程，同时海水及经简单预处理进入壳程，进而两相在膜内外流动，并在膜孔中实现发生烟气吸收过程，所公开实施例中烟气脱硫率约95％。发明专利CN102485320B《膜吸收法海水烟气脱硫装置及其工艺》公开了一种海水膜吸收法海水烟气脱硫装置及其工艺，其装置由一级或多级膜吸收器组成，膜吸收器由多组帘式或柱式中空纤维构成，为解决其清洗问题，装置集成有清洗装置实现在线清洗。上述两专利均公开了利用膜吸收技术进行海水烟气脱硫的方法，主要是将膜吸收技术应用于海水脱硫过程，有待进一步提升，同时膜吸收过程可能产生膜表面结垢，清洗过程为被动式的补偿措施，吸收过程与后续曝气过程相互分离，过程集成性较差。目前膜吸收海水烟气脱硫技术并未有工业化应用报道。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的传统吸收塔设备存在的液泛、漏液、雾沫夹带等现象，提供一种气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫方法。该方法在吸收剂的海水中同时鼓入空气，在吸收侧形成气液两相流，增加吸收侧膜表面附近湍流程度，降低二氧化硫由烟气侧向海水侧的传质阻力，提升吸收速率；同时改变膜清洗这一被动式措施，将清洗过程与吸收过程相耦合，形成集成式的新型高效膜吸收海水烟气脱硫方法，可有效提升单位膜面积处理烟气能力，同时降低膜的清洗频率，延长膜使用寿命，并实现过程的热量与流程的集成。

本发明所采用的技术方案如下：

一种气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫的方法，包括以下步骤：

(1)烟气的预处理

待处理的初始烟气依次经过除尘器去除烟尘，经烟气换热器降低烟气温度至40℃-60℃，再经海水换热器二次降温至20℃-40℃后进入中空纤维膜吸收装置；

(2)海水的预处理

吸收剂海水输送进入精度为0.1～10μm的过滤器，除去悬浮物后进入气液混合器；烟气与海水体积流量比为1-50：1；

(3)烟气中二氧化硫的吸收