燃煤烟气中细颗粒物与共存气态组分对膜吸收CO_2的影响

由于燃煤烟气中细颗粒物和气态污染物难以完全脱除,同时经湿法脱硫后烟气中水汽接近饱和状态,因此,有必要揭示细颗粒物及共存气态组分对膜吸收CO2的影响。采用燃煤热态试验装置,考察了燃煤烟气中细颗粒物、SO2、水汽对膜吸收CO2性能的影响,并进行了实际燃煤湿法脱硫净烟气环境下的膜吸收CO2试验。结果表明:细颗粒物随烟气通过膜组件后,部分细颗粒物可被膜截留,沉积于膜表面,导致膜吸收CO2效率下降,其影响程度随细颗粒物浓度的降低而减弱,与细颗粒物物性有一定关系,通过有效降低烟气中细颗粒物浓度,可显著延长膜的稳定运行时间;SO2的存在会与CO2产生竞争吸收现象,但因烟气中SO2含量远低于CO2,对CO2吸收效率影响不明显;对于水汽,只需在运行一段时间后对膜组件作气体干燥反吹,可基本维持膜组件的稳定运行。

燃煤烟气中共存杂质对膜分离CO_2性能影响的实验研究

利用自行搭建的膜分离实验台,考察了共存气态组分以及颗粒物对于聚二甲基硅氧烷/聚砜(PDMS-PSF)复合膜分离CO2性能的影响。结果表明,共存气态组分中O2对于膜分离CO2有抑制作用;由于SO2浓度显著低于CO2,在短时间内对膜分离CO2没影响;水汽可以促进CO2的分离;燃煤飞灰细颗粒在分离膜表面沉积会导致膜性能的恶化。在此基础上,采用模拟湿法烟气脱硫系统装置,进行了燃煤湿法脱硫净烟气环境下的膜分离CO2实验;在测试的50 h以内,水汽、SO2和O2的共同作用导致膜分离性能在前期有一定的提高,随着运行时间的延长,细颗粒物对膜的影响程度加大,导致PDMS-PSF复合膜的分离性能逐渐恶化,最终导致膜的CO2/N2分离因子和CO2渗透速率分别下降了17.91%和28.21%。