液膜法同时脱硫脱硝
液膜法净化烟气是由美国能源部Pittsburgh 能源技术中心(PFTC)首先开发的。液膜为含水液体,置于两组多微孔憎水的中空纤维管之间,构成渗透器,这种结构可消除操作中时干时湿的不稳定性,延长了设备的寿命。
液膜的选取在原则上来说对SO2 和NOx 有选择性吸收的任何液体均可作为液膜,但还须经试验测定证明气体在其中渗透性良好才能应用。试验证明,25 ℃的纯水渗透性最好,其次是NaHSO4,NaHSO3 的水溶液,后者对含0.05% SO2 的气体的脱硫率可达95%。用Fe2+及Fe3+的EDTA 水溶液作液膜,可从含NO 0.05%的烟气中除去85%的NO。若用含 0.01 mol/L Fe2+的EDTA 溶液作液膜,可同时去除烟气中的 SO2 和NOx,其去除率可分别达90%和60%。烟气中的O2 对含Fe2+的EDTA 溶液有影响,但对含Fe3+的EDTA 溶液无影响。但用含Fe3+的EDTA 溶液作液膜时,需在较高温度下操作。
国内外许多科研机构对液膜法进行了大量的研究。多年来,美国Steven 技术研究所一直进行液膜法同时脱除SO2 和NOx 的研究。他们对能够固定在微孔聚丙烯膜上的液膜,进行选择性和渗透性试验,比较其吹扫及抽空效果,试验在 24~70 ℃及常压下进行。结果表明,用水、NaHSO3 和 Na2SO3 水溶液、含Fe2+和Fe3+的EDTA 水溶液、环丁砜或环丁烯砜等做液膜,可除去模拟烟气中70%~90%的SO2, 50%~70%的NO。若烟气中只有SO2 时,则用水或Na2SO3、 NaHSO3 的水溶液作液膜就可以收到很好的效果。
加拿大 Calgary 大学用聚乙二醇及乙二醇胺为固定化液膜来进行烟气净化试验[9],SO2 的分离系数为140。当使用非反应性聚乙二醇-400 液膜时,其分离系数主要取决于膜两侧的SO2 分压差。当分压差较小时,分离系数较大,在分压差较大时,液膜很快达到饱和。
日本名古屋大学采用憎水性微孔中空纤维膜组件液膜法脱除烟气中SO2 和NOx [10],吸收液为钠或钾的碳酸盐、烷基胺及Na2SO3 水溶液,在纤维膜腔侧吸收液以层流状态通过。用半经验关联式计算壳侧气相传质系数,建立了气体扩散通过膜孔然后发生反应的模型。
总之,国外广泛使用的Wet- FGD+ SCR 组合脱硫脱硝工艺因其经济、技术和设备腐蚀方面的原因,不能使人满意。新兴的同时脱硫脱硝技术有的虽已开始应用于工业实践,但还有很多问题亟待解决。如PPCP 法在如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题上还有很多工作要做;固体吸附/再生法脱除率不高,反应温度高,吸附剂生产成本贵;液膜法使用寿命不长,脱除率不高等。
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