一種用於脫硫的中空纖維式膜組件的製作方法

2024-04-03 10:48:05 3

本實用新型屬於脫硫技術領域，涉及一種用於脫硫的中空纖維式膜組件。

背景技術：

近年來，我國經濟快速發展，電力需求和供應持續增長，發電總裝機容量及火電裝機容量一直呈上升趨勢。2007年我國火電SO2、煙塵、NOx的排放量分別為1259萬噸、297萬噸、840萬噸。我國將全面建設小康社會，預計到2020年經濟總量將在2000年的基礎上翻兩番。要達到中等發達國家的經濟水平，全國平均每人最低需要1個千瓦的裝機容量。我國能源資源以煤炭為主，在電源結構方面今後相當長的時間內將繼續維持燃煤機組的基本格局。2010年，火電排放的NOx、SO2、煙塵分別為1038萬噸、881萬噸、384萬噸以上，由此可見，火電大氣汙染物的排放對生態環境的的影響將越來越嚴重。如果火電廠排放的大氣汙染物得不到有效控制，將直接影響到我國大氣環境質量的改善和電力行業的可持續發展，甚至影響到未來我國經濟的可持續發展。國家已明確規定，通過發改委審批的新建火電廠，燃煤含硫量在0.7％以上的必須安裝煙氣脫硫設施。而目前投入運行的煙氣脫硫項目僅佔全國火電裝機總量的2.1％，老電廠增設脫硫裝置也勢在必行。

膜吸收與膜蒸餾脫硫技術有很明顯的優勢。可以在常溫和低溫條件下操作，能耗低；汙染物可以得到回收，可實現汙染物的資源化；膜分離基本上是個物理過程，處理過程中無二次汙染產生；中空纖維膜接觸器的裝填密度大(接觸面積是塔的30到50倍)，效率高；既可以處理高濃度的脫硫液，也可以處理低濃度的脫硫液，適用範圍廣；膜接觸器作為一個單元設備，可以任意組合，既可以串聯，也可以並聯，可放大性好，易於工業化。膜吸收法中的氣體和吸收液不直接接觸，二者分別在膜兩側流動，微孔膜本身沒有選擇性，只是起到隔離氣體與吸收液的作用，微孔膜上的微孔足夠大，理論上可以允許膜一側被分離的氣體的分子不需要很高的壓力就可以穿過微孔膜到另一側，該過程主要依靠膜另一側吸收液的選擇性吸收達到分離混合氣體中某一組分的目的。現有技術中的中空纖維式膜組件難以保證安全、密封性能差，並且結構複雜，組裝困難，製造成本高。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：基於上述問題，提供一種用於脫硫的中空纖維式膜組件。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：一種用於脫硫的中空纖維式膜組件，包括組件本體，組件本體包括上下依次連通的上連接套管、脫硫管道和下連接套管，上連接套管的上端連接有氣體進口，下連接套管下端連接有氣體出口，脫硫管道的端部與上連接套管、下連接套管之間均通過加強套管連接固定，脫硫管道內腔設有中空纖維式膜，中空纖維式膜軸向貫穿整個脫硫管道內腔，中空纖維式膜的上下兩端均通過環氧樹脂結構層封端並且固定在加強套管的內壁，中空纖維式膜的上下兩端分別連通氣體進口、氣體出口，中空纖維式膜和脫硫管道的內壁之間形成空腔，脫硫管道的外壁開設有與空腔互相連通的吸收液進口和吸收液出口。

進一步地，加強套管與上連接套管、下連接套管螺紋連接，加強套管外端部連接處設有密封圈。

進一步地，氣體進口、氣體出口、吸收液進口和吸收液出口的端部均連接有法蘭。

進一步地，法蘭上開設有螺栓孔，且法蘭上還設有密封圈。

進一步地，脫硫管道的壁厚不小於3mm。

進一步地，多個組件本體通過吸收液進口、吸收液出口連接成並排結構，並聯使用。

本實用新型的有益效果是：結構新穎，操作方便，工作效率高，待脫硫氣體自上而下穿過中空纖維膜，二氧化硫氣體穿過中空纖維膜上的微孔進入空腔，由在空腔內流動的弱鹼性吸收液吸收後通過吸收液出口導出，弱鹼性吸收液與SO2發生的化學反應為可逆反應，所生成的弱聯合物可以在一定條件下重新分解成SO2和吸收液，從而可實現吸收液的循環利用，脫硫後的氣體通過氣體出口導出後進行保存，結構簡單製造成本低，密封性能好，防止洩漏，螺紋連接的方式便於組裝，具有很高的實用性，大大提升了該一種用於脫硫的中空纖維式膜組件的使用功能性，多個中空纖維膜組件可以將吸收液進出口連接後並聯使用，以適用不同處理量和不同含硫率的含硫氣體脫硫，保證其使用效果和使用效益，適合廣泛推廣。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的剖視圖；

圖3是本實用新型的脫硫原理示意圖；

圖4為本實用新型的多個組件並聯使用結構示意圖；

其中：1.組件本體，2.上連接套管，3.脫硫管道，4.氣體進口，5.氣體出口，6.加強套管，7.吸收液進口，8.法蘭，9.中空纖維式膜，10.環氧樹脂結構層，11.空腔，12.下連接套管，13.吸收液出口。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。

如圖1-4所示的一種用於脫硫的中空纖維式膜組件，包括組件本體1，組件本體1包括上下依次連通的上連接套管2、脫硫管道3和下連接套管12，上連接套管2的上端連接有氣體進口4，下連接套管12下端連接有氣體出口5，脫硫管道3的端部與上連接套管2、下連接套管12之間均通過加強套管6連接固定，脫硫管道3內腔設有中空纖維式膜9，中空纖維式膜9軸向貫穿整個脫硫管道3內腔，中空纖維式膜9的上下兩端均通過環氧樹脂結構層10封端並且固定在加強套管6的內壁，中空纖維式膜9的上下兩端分別連通氣體進口4、氣體出口5，中空纖維式膜9和脫硫管道3的內壁之間形成空腔11，脫硫管道3的外壁開設有與空腔11互相連通的吸收液進口7和吸收液出口13。

加強套管6與上連接套管2、下連接套管12螺紋連接，加強套管6外端部連接處設有密封圈。

加強套管6與脫硫管道3螺紋連接，連接處設有密封圈；或者加強套管6與脫硫管道3連接為一體結構。

氣體進口4、氣體出口5、吸收液進口7和吸收液出口13的端部均連接有法蘭8。

法蘭8上開設有螺栓孔，且法蘭8上還設有密封圈。

脫硫管道3的壁厚不小於3mm。

多個組件本體1通過吸收液進口7、吸收液出口13連接成並排結構，並聯使用。

實際操作時，吸收液進口7通入弱鹼性吸收液(常用檸檬酸鈉溶液)，充滿空腔11後由吸收液出口13流出。脫硫氣體通過氣體進口4導入，並進入中空纖維式膜9，經過中空纖維式膜9的處理，允許膜一側被分離的氣體分子不需要很高的壓力就可以穿過膜上的微孔到另一側，工作效率高，二氧化硫氣體穿過中空纖維式膜9上微孔進入到空腔11中，由在空腔11內流動的弱鹼性吸收液反應後通過吸收液出口13導出，弱鹼性吸收液與SO2發生的化學反應為可逆反應，所生成的弱聯合物可以在一定條件下重新分解成SO2和吸收液，從而可實現吸收液的循環利用，脫硫後的氣體通過氣體出口5導出後進行保存。該組件結構簡單，製造成本低，密封性能好，防止洩漏性能高，螺紋連接的方式便於組裝，並且該組件作為一個單元設備，可以多個並聯後使用，以適用不同處理量和不同含硫率的含硫氣體脫硫，易於工業化大規模使用。

以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。