[發(fā)明專利]中空纖維膜脫除煙氣SO2的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410496392.5
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104258708A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 陸強
• 申請（專利權）人: 西安華陸環(huán)保設備有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

技術領域

本發(fā)明涉及一種中空纖維膜脫除煙氣SO₂的方法，屬于煙氣除塵脫硫處理方法領域。

背景技術

據(jù)統(tǒng)計，我國每年SO₂排放總量為2000?多萬t，污染大氣環(huán)境，導致酸雨問題嚴重。在目前的SO₂脫除技術中，以塔器作為吸收設備的工藝占有重要地位，但由于塔器固有的特性，易受液泛、漏液和霧沫夾帶等流體力學條件的限制，吸收液徑向不均勻分布等問題也使脫硫效率降低。

因此，研究一種工藝簡單、操作方便、運行費用低、處理效果好的脫除煙氣中SO₂的方法具有良好的經濟與環(huán)境效益。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提供一種工藝簡單、操作方便、運行費用低、處理效果好的脫除煙氣中SO₂的方法。

本發(fā)明所述的中空纖維膜脫除煙氣SO₂的方法，包括以下步驟：

將煙氣經除塵后以一定的流速從中空纖維膜吸收器的一個通道通入，排氣即為脫除SO₂后的排放氣體，同時以一定的流速將吸收液從中空纖維膜吸收器的另一個通道通入，廢液收集可重復利用。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述的中空纖維膜吸收器內為疏水性聚丙烯中空纖維膜絲。

更優(yōu)選的，本發(fā)明所述的吸收液為濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉溶液。

進一步優(yōu)選的，本發(fā)明所述的煙氣通入流速為2-3m/S，吸收液通入流速為0.01-0.05m/S。

本發(fā)明所述的方法中，采用中空纖維膜脫除煙氣SO₂。膜吸收法脫除SO₂過程中的傳遞特性：在膜吸收過程中，氣液兩相分別在多孔膜兩側流動，不直接混合，?傳質過程中，氣相溶質擴散透過膜孔到達膜的另一側，在膜孔開口處的氣液接觸界面上進行吸收傳質。

對脫除煙氣SO₂的效果的影響因素有吸收液濃度、氣體流速和液體流速。吸收液氫氧化鈉濃度增大時，吸收率顯著增大，這是因為吸收液由清水變?yōu)閴A液時，吸收過程由物理溶解變?yōu)橐曰瘜W反應吸收為主，反應增強因子隨著吸收液濃度的增加而增大，液相邊界層阻力隨之降低，傳質速率變大，吸收率顯著提高。當吸收液氫氧化鈉濃度較低（c=0.1mol/L）時，隨著液相流速的提高，吸收率明顯提高，但氫氧化鈉濃度增大到一定值時，吸收液流速對吸收率的影響不大。因為當氫氧化鈉濃度較低（c=0.1mol/L）時，液相邊界層阻力在總阻力中占有一定比例，此時提高流速，可使液相邊界層厚度降低，傳質阻力減小，總傳質系數(shù)增大，吸收率上升；而SO₂-堿液的吸收過程屬于典型的氣膜吸收控制過程，吸收液濃度到一定濃度（c=0.5mol/L）時，反應增強因子的增大使得液相邊界層阻力只占總傳質阻力極小部分，可以忽略，此時，總傳質系數(shù)與液相傳質系數(shù)幾乎沒有關系，此時，即使改善液相流體力學條件，也并不能對吸收率產生顯著的影響。當吸收液濃度較低時，吸收液吸收能力有限，隨著氣體流量的增加，進入液相的SO₂增多，兩相間推動力變小，隨著氣體流量的增大，傳質系數(shù)的增大并不明顯，隨著氣相流量的增大，吸收率有所下降；當吸收液濃度較高時，吸收液的吸收能力大，可以保證足夠的推動力，由于過程為氣膜控制，傳質系數(shù)隨氣相流量上升較快，而可以部分減小對吸收率的影響，另外，在氣相流量較高時，膜吸收過程的吸收率已經達到了95%，在氣相流量較低時吸收率難有太大改觀，盡管提高氣體流量有助于傳質系數(shù)的提高，但對以出口濃度為目的的環(huán)境保護的要求而言增加氣體流量，需要進行整體優(yōu)化考慮。

在實際工程例中，在SO₂進口濃度在6000mg/m³左右時，利用堿液脫除SO₂出口濃度不過360?mg/m³，SO₂去除率在94%以上，遠低于國家排放標準，表明中空纖維膜吸收法是脫除SO₂的高效方法。

本發(fā)明所述的方法，中空纖維膜吸收法脫除SO₂是膜過程與吸收過程相耦合的新型分離技術，具有能耗低、分離效率高等特點，在膜吸收過程中，氣液兩相并不直接發(fā)生相間混合，而是分別在中空纖維膜絲內外流動，在膜表面形成穩(wěn)定的傳質界面，有效地避免了傳統(tǒng)吸收塔內的液泛、漏液、霧沫夾帶等問題；中空纖維膜組件可以提供很高的傳質比表面積，獲得較高的總體積傳質系數(shù)，因此，中空纖維膜吸收技術具有良好的應用前景。

具體實施方式

實施例一：