一种气体除湿的膜冷凝方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110548372A(43)申请公布日2019.12.10(21)申请号201911016538.0(22)申请日2019.10.24(71)申请人南方科技大学地址518000广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号(72)发明人赵帅飞杜娟郑春苗(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.B01D53/26(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种气体除湿的膜冷凝方法(57)摘要本发明涉及一种气体除湿的膜冷凝方法，所述膜冷凝方法包括如下步骤：含湿气体中的水蒸气通过膜进行冷凝传递，膜的液体侧的驱动溶液通过渗透压驱动力对冷凝水进行吸收，从而增强传递过程。在驱动溶液渗透压驱动力作用下，可以实现冷凝水的高效传递，从而实现气体高效脱湿。本发明所述膜冷凝方法能够高效回收含湿气体中的水蒸气，根据气体湿度的不同，水分回收率最高可达85％且热量回收率可达90％。以电厂烟道气为例，本发明可以进行烟道气高效脱湿，从而能够实现水分回收、避免再加热与减少管道腐蚀，达到节能减排的目的，对环境友好，且能提高企业经济效益。CN110548372ACN110548372A权利要求书1/1页1.一种气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述气体除湿的膜冷凝方法包括如下步骤：含湿气体中的水蒸气通过膜进行冷凝并传递，冷凝水由膜的液体侧的驱动溶液回收。2.根据权利要求1所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述驱动溶液包括有机溶液和/或无机盐溶液。3.根据权利要求1-2任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述回收时的渗透压差为0.01-15MPa，优选为1-10MPa。4.根据权利要求1-3任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述含湿气体的温度为30-200℃，优选为50-150℃。5.根据权利要求1-4任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述含湿气体的相对湿度为60-100％。6.根据权利要求1-5任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述膜包括中空纤维膜、管式膜、平板膜或卷式膜中的任意一种或至少两种的组合。7.根据权利要求1-6任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述含湿气体与驱动溶液的流动方式包括逆流、并流或错流中的任意一种，优选为逆流。8.根据权利要求1-7所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述含湿气体的膜面流速为0.01-3m/s，优选为0.6-2m/s；优选地，所述驱动溶液的流速为0.01-10m/s，优选为1-5m/s。9.根据权利要求1-8任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述气体除湿的膜冷凝方法还包括对回收冷凝水后的驱动溶液进行后处理的步骤。10.根据权利要求1-9任一项所述的气体除湿的膜冷凝方法，其特征在于，所述气体除湿的膜冷凝方法包括如下步骤：(1)驱动溶液与温度为30-200℃、相对湿度为60-100％的含湿气体在膜的两侧流动，含湿气体中的水蒸气通过膜进行冷凝并传递，冷凝水由膜的液体侧的驱动溶液吸收，其中含湿气体的膜面流速为0.01-3m/s，驱动溶液的流速为0.01-10m/s，回收时的渗透压差为0.01-15MPa；(2)对回收冷凝水后的驱动溶液进行后处理。2CN110548372A说明书1/6页一种气体除湿的膜冷凝方法技术领域[0001]本发明属于分离领域，涉及一种气液分离的方法，尤其涉及一种气体除湿的膜冷凝方法。背景技术[0002]燃煤电厂湿法脱硫工艺排放的烟道气携带有巨大的潜热，且含有饱和的水蒸气。KimJF等人在ACSSustainableChemistry&Engineergin(2018),6(5):6425-6433发表了题名为HarnessingCleanWaterfromPowerPlantEmissionsUsingMembraneCondenserTechnology的文章，其中指出，若能将含有饱和水蒸气的烟道气中的水分回收20％以上，则能够实现电厂锅炉用水的自给自足。彭越宇发表的题名为燃煤锅炉烟气中水分回收利用研究的文章中指出，以600MW燃煤锅炉机组为例，若能使冷凝水回收率达到38-43％，则冷凝水回收量为60-84t/h，每年节水可达28.4万吨、节煤1305吨，能够产生上百万的经济效益。[0003]若不对烟道气中的饱和水蒸气进行回收，烟道气进入空气时，烟道气中的饱和水蒸气冷凝结雾形成雾化的小液滴，出现“白烟”现象，小液滴和空气中的污染物凝结使浆液量增加，飘落至地面干燥后形成白色石膏斑点，对燃煤电厂周围的生态环境造成污染；而且，在烟道气输送管道内冷凝的水蒸气还会造成管道与烟囱内壁的腐蚀以及烟囱中烟道气升