[发明专利]一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法及装置

说明书

本发明为一种膜曝气‑吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法及装置。该方法包括以下步骤：海水泵将海水充满膜吸收装置的壳体内部空间；同时，经过预处理的烟气进入膜吸收装置中的帘式中空纤维膜元件的吸收层入口，并通过吸收膜丝管程、鼓气风机将空气输入膜吸收装置中的帘式中空纤维膜元件的曝气层入口，并通过曝气膜丝管程管程；空气经由曝气膜丝表面微孔以气泡形式曝出，与壳体内的海水形成两相流，与上层吸收膜丝呈垂直方向错流式流动，在吸收膜丝表面的微孔处与烟气接触并完成二氧化硫气体的吸收。本发明具有节省空间，轻巧灵便、易于操作及集成放大的优点。

技术领域

本发明的技术方案属于环保技术领域，涉及一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫装置及方法。

背景技术

大气污染是人类面临的重大环境问题之一，其中尤以二氧化硫的污染最为严重。它不仅引起呼吸道疾病，而且导致酸雨、破坏生态环境。我国二氧化硫排放量高居世界第一位，解决二氧化硫污染问题尤为迫切。要从根本上解决二氧化硫等大气污染的问题，必须从源头减少排放，对工业源烟气进行脱硫处理，将污染物消除或将其浓度降到允许值以下。是解决日益严重的二氧化硫污染问题的重要途径。传统的脱硫方法有着副产品处理困难,工艺复杂,废水污染等诸多问题。所以,探究高吸收效率，经济实用型的脱硫方法越来越受到人们的重视。

膜吸收法脱硫技术是气体膜分离技术与气体吸收技术相结合的一种新型脱硫技术，具有气液接触面积大、设备轻巧灵便、易于操作、易于集成放大等优点。海水是地球上最丰富的水资源且呈弱碱性，具有较强的酸碱缓冲能力和二氧化硫吸收能力，是一种吸收能力高,不易产生二次污染的吸收剂。所以利用膜吸收法海水烟气脱硫方案相继出现。它不仅有效避免了气液两相直接接触，从而避免了传统吸收塔内出现的液泛、漏液和雾沫夹带等问题。而且具有占地面积小，重量轻，膜接触器体积小，高传质比表面积，独立控制的气液两相流量，能耗低等优点。如何优化膜吸收法海水烟气脱硫的技术方案成为人们研究的重要课题。

发明专利CN 106582211 A《一种气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫的方法》公开了一种气泡强化式膜吸收海水烟气脱硫工艺。其主要流程包括烟气除尘、降温及中空纤维膜吸收。该专利在吸收剂的海水中同时鼓入空气，达到了降低传质阻力，提升吸收速率；同时改变膜清洗这一被动式措施等效果。但在上述鼓气过程中海水与扰动气体混合后同时进入吸收器，气液混合程度及气泡大小控制较难，影响强化效果。发明专利CN 102485320 A《膜吸收法海水烟气脱硫装置及其工艺》公开了一种膜吸收法海水烟气脱硫装置及其工艺。其主要流程包括烟气和经过预处理的海水在中空纤维膜的微孔处形成反应界面，实现烟气脱硫。脱硫海水经曝气固硫，pH值达标后排放。其装置由一级或多级膜吸收器组成，其工艺特征在于装置气阻低，动力消耗小，脱硫效率高。上述两项专利均公开了利用膜吸收技术进行海水烟气脱硫的方法，但吸收过程与曝气过程相互分离，过程集成性较差，不利于工业化应用。将膜吸收技术应用于海水脱硫过程仍有待提高。

发明内容

本发明的目的为针对现有技术不足，提供了一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法及装置。在膜吸收单元中集成吸收与曝气单元，除了分布有吸收的膜丝外，还加入了用来鼓气的膜丝，实现曝气、吸收在同一装置内进行，通过曝气单元所产生的微小气泡形成两相流，与吸收膜丝呈错流式流动，提高吸收过程二氧化硫吸收效率。曝气气泡大小易于控制，与海水混合均匀，具有节省空间，轻巧灵便、易于操作及集成放大。

本发明所采用的技术方案如下：

一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法，该方法包括以下步骤：

(1)烟气的预处理

待处理的烟气经除尘器除尘，换热器降温至20℃-50℃；

(2)烟气中二氧化硫的吸收