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濕法煙氣脫硫的基本原理
[ 發布日期：2014-09-10 點擊：1029 來源:洛陽市亞東節能設備有限公司 【打印此文】 【關閉窗口】]
1、物理吸收的基本原理
氣體吸收可分為物理吸收和化學吸收兩種。如果吸收過程不發生顯著的化學反應，單純是被吸收氣體溶解于液體的過程，稱為物理吸收，如用水吸收SO2。物理吸收的點是，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，只要氣相中被吸收的分壓大于液相呈平衡時該氣體分壓時，吸收過程就會進行。由于物理吸收過程的推動力很小，吸收速率較低，因而在工程設計上要求被凈化氣體的氣相分壓大于氣液平衡時該氣體的分壓。物理吸收速率較低，在現代煙氣中很少單采用物理吸收法。
2、化學吸收法的基本原理
若被吸收的氣體組分與吸收液的組分發生化學反應，則稱為化學吸收，例如應用堿液吸收SO2。應用固體吸收劑與被吸收組分發生化學反應，而將其從煙氣中分離出來的過程，也屬于化學吸收，例如爐內噴鈣（CaO）煙氣脫硫也是化學吸收。
在化學吸收過程中，被吸收氣體與液體相組分發生化學反應，有的降低了溶液表面上被吸收氣體的分壓。增加了吸收過程的推動力，即提高了吸收率又降低了被吸收氣體的氣相分壓。因此，化學吸收速率比物理吸收速率大得多。
物理吸收和化學吸收，都受氣相擴散速度（或氣膜阻力）和液相擴散速度（或液膜阻力）的影響，工程上常用加強氣液兩相的擾動來消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中，瞬間內要連續不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣，如單應用物理吸收，因其凈化率很低，難以達到SO2的排放標準。因此，煙氣脫硫技術中大量采用化學吸收法。用化學吸收法進行煙氣脫硫，技術上比較成熟，操作經驗比較豐富，實用性強，已成為應用多、普遍的煙氣脫硫技術。
3、化學吸收的過程
化學吸收是由物理吸收過程和化學反應兩個過程組成的。在物理吸收過程中，被吸收的氣體在液相中進行溶解，當氣液達到相平衡時，被吸收氣體 的平衡濃度，是物理吸收過程的限。被吸收氣體中的活性組分進行化學反應，當化學反應達到平衡時，被吸收氣體的消耗量，是化學吸收過程的限?；瘜W吸收過程中，被吸收氣體的氣液平衡關系，即應服從相平衡關系，又應服從化學平衡關系。
4、化學吸收過程的速率及過程阻力
化學吸收過程的速率，是由物理吸收的氣液傳質速度和化學反應速度決定的?；瘜W吸收過程的阻力，也是由物理吸收氣液傳質的阻力和化學反應阻力決定的。
在物理吸收的氣液傳質過程中，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，和吸收達到平衡時液相中被吸收組分的平衡分壓之差。此外，也和傳質系數有關，被吸收氣體氣液兩相間的傳質阻力，通常取決于通過氣膜和液膜分子擴散的阻力。
煙氣脫硫通常是在連續及瞬間內進行，發生的化學反應是快反應、快反應和中等速度的反應，如NaOH、Na2CO3、和Ca（OH）2等堿液吸收SO2。為此，被吸收氣體氣液相間的傳質阻力，遠較該氣體在液相中與堿液進行反應的阻力大得多。對于快不可逆反應，吸收過程的阻力，其過程為傳質控制，化學反應的阻力可忽略不計。例如，應用堿液或氨水吸收SO2時，化學吸收過程為氣膜控制，過程的阻力為氣膜傳質阻力。
液相中發生的化學反應，是快反應和中等速度的反應時，化學吸收過程的阻力應同時考慮傳質阻力和化學反應阻力。
5、堿液濃度對傳質速度的影響
研究得出，應用堿液吸收酸性氣體時，堿液濃度的高低對化學吸收的傳質速度有很大的影響。當堿液的濃度較低時，化學傳質的速度較低；當提高堿液濃度時，傳質速度也隨之增大；當堿液濃度提高到某值時，傳質速度達到大值，此時堿液的濃度稱為臨界濃度；當堿液濃度高于臨界濃度時傳質速度并不增大。
為此，在煙氣脫硫的化學吸收過程中，當用堿液吸收煙氣中的SO2時，適當提高堿液的濃度，可以提高對SO2的吸收率。但是，堿液的濃度不得高于臨界濃度。超過臨界濃度之后，進步提高堿液的濃度，脫硫率并不能提高?？梢缘贸?，在煙氣脫硫中，吸收SO2的堿液濃度，并非愈高愈好。堿液的佳濃度為臨界濃度，此時脫硫率高。