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膜吸收法浓海水烟气脱硫试验研究

崔振东

  我国以煤为主的能源结构是影响我国大气环境质量的主要因素之一。空气中90%二氧化硫来自于煤炭的燃烧。开发具有自主知识产权、利于发展循环经济和资源综合利用的烟气脱硫技术,对于推进节能减排、推动我国大气环境质量改善,具有重要意义。 膜吸收法烟气脱硫技术是一种新型脱硫技术,与传统脱硫技术相比,具有占地面积小、传质效率高等优点。海水淡化和海水循环冷却工程所排放的浓海水,其化学组分浓度、碱度较普通海水高。利用有关浓海水作为吸收液,开展膜吸收法烟气脱硫,不仅可以降低吸收液成本,而且能够可以实现浓海水的再利用。目前,国内外尚无浓海水膜法烟气脱硫技术研究报道。本文研究了浓海水膜法烟气脱硫工艺及传质过程,为进一步实现工业化应用奠定了坚实基础。 首先,对浓海水及海水水质进行了分析,并对聚丙烯中空纤维膜(PPHFM)进行了结构表征。初步证实了浓海水用于膜吸收法烟气脱硫试验的可行性。根据孔径大小及气体分子的平均自由程确定了气体通过PPHFM的扩散机理为介于努森扩散和分子扩散之间的过渡型扩散。其次,采用自制聚丙烯中空纤维膜接触器,以海水循环冷却系统排放的浓海水作吸收液,系统考察了操作方式、吸收液流量、烟气流量、烟气浓度、气液相压力差等因素对脱硫率的影响,并与相同pH值的原海水作吸收液进行了比对。结果表明:2倍浓海水吸收液与相同pH的原海水相比,对SO2吸收能力更强、脱硫率更高。当吸收液流量为10L·h-1、烟气流量为1000 L·h-1时,浓海水的脱硫率是原海水的2倍。在浓海水介质条件下,膜接触器性能稳定,具备潜在工业化应用前景。最后,在实验基础上,运用气态膜分离过程传质理论对气相、膜相、液相分传质系数进行了定性及定量分析,讨论了各因素对总传质系数的影响。结果表明:总传质系数随吸收液流量或进气流量增大而增大,气相中SO2浓度对总传质系数影响不明显。……   
[关键词]:浓海水;脱硫;聚丙烯中空纤维膜;膜接触器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国海洋大学2010年