造成我國(guó)大氣環(huán)境污染的主要因素為燃煤和燃油煙氣，它主要由二氧化硫和其他顆粒污染物組成，污染了環(huán)境和影響了人體健康。鑒于此，我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)著手脫硫除塵設(shè)備的研發(fā)工作，截止到目前，我國(guó)絕大多數(shù)燃煤和燃油裝置都安裝了這種設(shè)備。但由于經(jīng)濟(jì)的較快發(fā)展，大氣污染情況進(jìn)一步嚴(yán)重，因此，研發(fā)出一種高效濕式除塵脫硫設(shè)備變得十分必要和緊迫。

一、濕式除塵脫硫的基本原理


1.物理吸收的基本原理

氣體吸收可分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種。如果吸收過(guò)程不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，僅僅是被吸收氣體溶解于液體的過(guò)程，稱為物理吸收，如用水吸收SO2。物理吸收的特點(diǎn)是，隨著溫度的升高，被吸氣體的吸收量減少。

物理吸收的程度，取決于氣--液平衡，只要?dú)庀嘀斜晃盏姆謮捍笥谝合喑势胶鈺r(shí)該氣體分壓時(shí)，吸收過(guò)程就會(huì)進(jìn)行。由于物理吸收過(guò)程的推動(dòng)力很小，吸收速率較低，因而在工程設(shè)計(jì)上要求被凈化氣體的氣相分壓大于氣液平衡時(shí)該氣體的分壓。因?yàn)槲锢砦账俾瘦^低，所以很少單獨(dú)采用物理吸收法。

2.化學(xué)吸收法的基本原理

若被吸收的氣體組分與吸收液的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則稱為化學(xué)吸收，例如應(yīng)用堿液吸收SO2。應(yīng)用固體吸收劑與被吸收組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而將其從煙氣中分離出來(lái)的過(guò)程，也屬于化學(xué)吸收，例如爐內(nèi)噴鈣（CaO）煙氣脫硫也是化學(xué)吸收。在化學(xué)吸收過(guò)程中，被吸收氣體與液體相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效的降低了溶液表面上被吸收氣體的分壓。增加了吸收過(guò)程的推動(dòng)力，既提高了吸收效率又降低了被吸收氣體的氣相分壓。因此，化學(xué)吸收速率比物理吸收速率大得多。物理吸收和化學(xué)吸收，都受氣相擴(kuò)散速度（或氣膜阻力）和液相擴(kuò)散速度（或液膜阻力）的影響，工程上常用加強(qiáng)氣液兩相的擾動(dòng)來(lái)消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中，瞬間內(nèi)要連續(xù)不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣，如單獨(dú)應(yīng)用物理吸收，因其凈化效率很低，難以達(dá)到SO2的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，煙氣脫硫技術(shù)中以化學(xué)吸收法為主，物理吸收法為輔。

3.化學(xué)吸收的過(guò)程

化學(xué)吸收是由物理吸收過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)過(guò)程組成的。在物理吸收過(guò)程中，被吸收的氣體在液相中進(jìn)行溶解，當(dāng)氣液達(dá)到相平衡時(shí)，被吸收氣體的平衡濃度，是物理吸收過(guò)程的極限。被吸收氣體中的活性組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，被吸收氣體的消耗量，是化學(xué)吸收過(guò)程的極限。

4.化學(xué)吸收過(guò)程的速率及過(guò)程阻力

化學(xué)吸收過(guò)程的速率，是由物理吸收的氣液傳質(zhì)速度和化學(xué)反應(yīng)速度決定的?；瘜W(xué)吸收過(guò)程的阻力，也是由物理吸收氣液傳質(zhì)的阻力和化學(xué)反應(yīng)阻力決定的。在物理吸收的氣液傳質(zhì)過(guò)程中，被吸收氣體氣液兩相的吸收速率，主要取決于氣相中被吸收組分的分壓，和吸收達(dá)到平衡時(shí)液相中被吸收組分的平衡分壓之差。此外，也和傳質(zhì)系數(shù)有關(guān)，被吸收氣體氣液兩相間的傳質(zhì)阻力，通常取決于通過(guò)氣膜和液膜分子擴(kuò)散的阻力。

二、高效除塵脫硫設(shè)備的除塵脫硫過(guò)程

根據(jù)濕式除塵脫硫的基本原理，本課題組設(shè)計(jì)了一款高效除塵脫硫設(shè)備，其除塵過(guò)程主要有3級(jí)。第一，在進(jìn)氣管中安裝噴頭，它可以噴出霧化液體，這些霧化液體可充分與塵體接觸，從而完成第一級(jí)除塵工作。第二，而后形成的高速氣體流直接沖向設(shè)備中的水面，形成大量的水霧，這些水霧和煙氣中的體積較大的顆粒物結(jié)合，并沉降到水底，完成第二級(jí)除塵工作。第三，由于煙氣的沖擊力較強(qiáng)，“S”型管道中出現(xiàn)了旋流霧液，霧液與顆粒物結(jié)合，進(jìn)一步除塵，則完成第三級(jí)除塵。這三個(gè)過(guò)程不僅有除塵過(guò)程，還伴有脫硫過(guò)程，即設(shè)備中的堿性液體成功實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硫。最后，排出凈化的氣體時(shí)，則需經(jīng)過(guò)脫水器的處理，而后如大氣。