[发明专利]膜吸收法海水烟气同时脱硫脱硝装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明属于大气污染控制技术与膜科学技术应用的交叉领域，具体涉及一种采用膜吸收技术，以海水基吸收剂，在一个过程同时脱除烟气中二氧化硫及氮氧化合物的工艺。 

背景技术

大气中的二氧化硫与氮氧化合物主要来自于工业废气、煤和石油等化石燃料的燃烧。在我国目前乃至未来相当长的时期内，仍需通过燃煤提供热源和电力资源。 

目前，工业化SO₂/NO_X联合脱除工艺多数为先采用石灰石—石膏法烟气脱硫系统脱硫，再采用选择性催化还原脱硝技术（SCR）脱硝，脱硫脱硝率分别在90%和80%以上。然而，催化剂中毒、表面结垢导致脱硝率降低及换热器堵塞腐蚀是该工艺存在的主要问题。此外，与可在一个工艺过程实现烟气SO₂和NO_X同时脱除的同时脱硫脱硝技术相比，SO₂/NO_X联合脱除工艺还存在设备复杂，占地面积大，基建投资多，运行管理不便等不足。 

同时脱硫脱硝技术被国际上公认为是最具发展前途的新一代烟气治理技术，与固相吸收再生、气/固催化、高能电子活化氧化、碱性喷雾干燥等同时脱硫脱硝方法相比，氧化吸收湿式脱除技术因具有烟气浓度处理范围宽，对SO₂和NO_X及有毒重金属脱除率高，可常温操作等优点，成为烟气同时脱硫脱硝技术领域的研究热点之一。 

公开号CN101143299A，其公开日为2008年3月19日的中国发明专利申请中公开了《海水脱硫系统》，其海水和烟气在吸收塔中完全混合接触，利用海水的碱度脱出烟气中的二氧化硫，从而完成净化。然而，该系统工艺存在烟气中悬浮物以及重金属进入海水，污染海水的隐患。 

公开号为CN1843574A，其公开日为2006年10月11日的中国发明专利申请中公开了《一种液相烟气脱硫脱硝净化方法及装置》，是利用吸收剂在喷射鼓泡反应器中吸收烟气中二氧化硫和氮氧化物，从而完成净化工艺。所述吸收剂为0.001MOL/L～0.100MOL/L的亚氯酸钠NaCLO₂溶液和0.001MOL/L～0.008MOL/L的添加剂，所述吸收剂的PH值为3～11，所述添加剂为次氯酸钙Ca(ClO)₂、碳酸氢钠NaHCO₃、双氧水H₂O₂、磷酸氢二钠Na₂HPO₄或氢氧化钙Ca(OH)₂中的一种或其组合，脱硫率在99%以上，脱硝率在90%以上。然而，由于所采用的装置为气体吸收设备（如填料塔、液柱塔和喷淋塔等），仍然无法摆脱湿法烟气脱硫的共性问题：气液两相完全混合接触，调节范围有限，难以抵御高浓度SO₂和NO_X的冲击；烟气吸收过程气液两相直接接触，排放的烟气中含有大量水蒸气，设备腐蚀问题严重。 

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种膜吸收法海水烟气同时脱硫脱硝工艺。其中以海水基吸收剂，应用膜吸收技术，以疏水性中空纤维膜吸收器组成膜吸收装置，在一个工艺过程实现烟气同时脱硫脱硝。本发明工艺气液两相非直接接触，两相独立操作、调节范围宽，烟气中SO₂和NO_X与海水基吸收剂在膜表面形成不可逆反应层，反应产物被吸收液及时带走，传质速率快，脱硫脱硝效率高，环境友好，无二次污染，而且排放的烟气中水蒸气含量低，大大减轻因气液直接接触而导致的设备腐蚀。 

为实现上述目的，本发明膜吸收法海水烟气同时脱硫脱硝装置，包括至少一级的疏水性中空纤维膜吸收器；还包括PLC及通过管路依次连接至所述疏水性中空纤维膜吸收器的气相进口的增压风机、氧化剂喷射装置和超温保护装置；位于所述增压风机的进口处、位于所述氧化剂喷射装置后端管段上及位于所述疏水性中空纤维膜吸收器的气相出口处均分别设有一烟气组分连续监测装置；位于超温保护装置前后两端的管段上均分别设有一温度传感器；所述疏水性中空纤维膜吸收器的液相进口通过第一水泵连接至一混合区；所述疏水性中空纤维膜吸收器的液相出口连接至一处理池，所述处理池连接有排出管道；所述疏水性中空纤维膜吸收器的壳程进口处连接有第二水泵，所述第二水泵由所述PLC控制，以实现疏水性中空纤维膜吸收器自动在线清洗；各温度传感器和各烟气组分连续监测装置将监测数据传输至PLC，所述PLC根据获得的监测数据对所述第一水泵、氧化剂喷射装置和超温保护装置进行实时调节控制。