膜气体吸收法脱除电厂模拟烟气c02

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1、万方数据】7420lO年第9期20IO年9月膜气体吸收法脱除电厂模拟烟气C02彭海媛(福建省科学技术信息研究所，福建福州350003)摘要：介绍了化学吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分离法、膜吸收法和低温蒸馏法等烟气减捧技术，综述了近几年气体吸收膜法在减少电厂模拟烟气C02捧放中的研究进展及福建省膜研究开发情况，总结了气体吸收膜法发展与应用中存在的不足，指出膜气体吸收法的发展前景。关键词：电厂；气体吸收膜技术；二氧化碳：c02脱除；模拟烟气引言温室效应是目前世界上最主要的环境问题之一．其中二氧化碳是最主要的温室气体．我国目前∞2的年排放总量已经大大超过了除美

2、国以外的其它发达国家，成为仅次于美国的第二大C02捧放国【11．而电厂是C02的一个集中排放源，其C02捧放量约占人类活动引起的C02总捧放量的30％，一个6∞Mw的电厂每小时捧放的C02量可达50吖甜。因此减少电厂c02捧放对减缓温室效应具有重要的意义。烟气C02减撵技术主要有化学吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分离法、膜吸收法和低温蒸馏法．据国际能源署和英国温室气体研究与发展组织对上述几种脱除C02方法的调查结果表明，对电厂烟气脱C02最有前途的是化学吸收法和膜吸收法例．化学吸收法通常比较适合C02浓度较低的混合气体的处理。且对C02的吸收效果好，分离回

3、收C02的纯度高达99．9％以上．但其缺点是运行费用大，能耗较高，电厂效率低．膜吸收法由于能耗最低，无废渣、废液等二次污染。投资费用较低(成本比化学吸收法低25％左右)川，对电厂效率影响小等优点，以及操作中不会出现溢流、鼓泡、沟流和夹带等问题。随着新型高分子膜材料的出现，新的制膜工艺、新的膜分离过程的发展、膜软件及二次开发软件的应用，膜吸收法很有可能会取代传统化学吸收法而应用于工业处理．由于液膜的稳定性差，本文主要综述了国内外膜气体吸收法用于减少电厂C02捧放的研究状况。1目前烟气C02减捧主要方法1．1气体膜分离法气体膜分离法(又称膜分离法)依靠混合气体

4、与薄膜材料之问的溶解与扩散作用，使得一种组分快速溶解并通过该薄膜，从而将混合气体分成穿透气流和剩余气流两部分。分离膜材科多种多样，如：聚苯醚、醋酸纤维、陶瓷、金属氧化物等，还有一些材料仍处于实验室阶段．分离膜按材科种类可分为有机聚合物膜和无机膜．有机聚合物膜已逐步进入了应用阶段，但受其自身材质的影响限制了这类膜在高温、高腐蚀性环境中的应用．而且在使用过程中有机聚合物膜容易老化，不大适合于矿物燃科产生的C02气体脱除．无机膜具有耐高温、耐腐蚀性等特点，很适合在电力企业中使用，但与聚合物膜相比，装配较难，体积较大，投资成本较高。无机膜材料的选择性和渗透性也还达

5、不到大规模工业应用的要求。目前气体分离膜技术已经成功应用于炼油尾气、合成氮弛放气氢回收、H2／C0合成气比例调节、从提高石油采收宰(EOR)和生物气中回收C02等领域。1．2膜吸收法，1．2．1膜气体吸收法膜气体吸收法是化学吸收技术(高选择性)和膜分离技术(设备紧凑)相结合的过程，通常使用疏水微孔中空纤维膜将气体与吸收液隔开．用于分隔气液两相的疏永徽孔膜的材科有：聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚砜、聚砜等．与气体膜分离技术不同的是：膜气体吸收技术中气体和吸收液不直接接触，分别在膜两侧流动，膜本身对气体没有选择性，只起隔离气体和吸收液的作用(聚丙

6、烯膜孔径在o．2pm左右，N2、02、C02分子直径小于3。7x10d

7、lm>，通过吸收液的选择性吸收达到气体分离的目的。日本东京电力公司与三菱重工业公司【．】合作研究开发这一捧烟脱碳、回收C02技术．即让胺液在中空纤维中流动，膜外侧流动的电厂捧气中的C02透过膜孔与吸收液接触而被吸收除去．此法效率高，可使捧烟脱碳系统小型化．I．2．2液膜吸收法液膜有乳化液膜和支撑液膜两种．支撑液膜是将液膜牢万方数据彭海嫒：膜气体吸收法脱除电厂模拟烟气C02175固地吸附在多孔支撑体的微孔之中，在膜的两侧是与膜互不相溶的料液相和反萃相。待分离的组分自料液相经多孔支撑体中的

8、膜相向反萃相传递，可用于对混合气体中C02的脱除，但由于液膜的稳定性差，在电厂C02排放中未见工业化应用。乳状液膜实际上是一种“水．油．水”型或。油一水-油”型的双重乳状液高分散体系，它由膜相、内包相和连续相(外相)组成，主要涉及液体中有用物质的回收、浓缩以及有毒有害物质的脱除与浓缩，与其他分离基本无关15～．2007年，挪威科技大学开发的能效C02过滤膜解决了支撑液膜的降解问题，可望用于减少电厂碳捧，这种膜将首次低成本地应用于从烟气中脱除C02，可以很容易地使回收纯度为90％的C02达到85％，这种膜已在实验室利用经加热后的氮气、甲烷、二氧化碳和水蒸气组

9、成的模拟烟气进行了5年的试验。研究人员还建立了小型中试，采用少量气